WO2023027210A1 - 체내의 신경을 차단 또는 조절하기 위한 전극 장치 - Google Patents

체내의 신경을 차단 또는 조절하기 위한 전극 장치 Download PDF

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WO2023027210A1
WO2023027210A1 PCT/KR2021/011397 KR2021011397W WO2023027210A1 WO 2023027210 A1 WO2023027210 A1 WO 2023027210A1 KR 2021011397 W KR2021011397 W KR 2021011397W WO 2023027210 A1 WO2023027210 A1 WO 2023027210A1
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WO
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wire
block
electrode
guide
electrode guide
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PCT/KR2021/011397
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백두진
조석현
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주식회사 딥큐어
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    • A61B18/12—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating by passing a current through the tissue to be heated, e.g. high-frequency current
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    • A61N1/05—Electrodes for implantation or insertion into the body, e.g. heart electrode
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    • A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation

Definitions

  • the present invention relates to an electrode device for blocking or controlling nerves in the body.
  • Nerve block surgery refers to a procedure that damages specific nerves to control the abnormally overactive autonomic nervous system.
  • renal nerve block can treat high blood pressure and heart disease by damaging the renal sympathetic nerve to the kidneys
  • pulmonary nerve block can treat lung disease by damaging the parasympathetic nerve to the lungs.
  • Nerves usually cover the outer walls of tubes such as blood vessels and bronchi, and it is necessary to measure nerve signals by covering the outer walls of such tubes, or to damage or destroy nerves by transmitting electrical stimulation or various energies to the nerves.
  • the diameter of the main renal artery to be operated is 5 to 7 mm, and the accessory renal artery with a diameter of 1 to 2 mm is targeted. You may.
  • the size of the tube through which the nerve is distributed varies from person to person, and the size varies depending on the location.
  • the component including the electrode formed at the distal end of the catheter it is important to precisely position the component including the electrode formed at the distal end of the catheter so as to surround the outer wall of the tube.
  • the outer wall of the tube where the nerve is distributed must be wrapped in the circumferential direction, and the operation of placing the electrode formed on the tube in a wrapped state needs to be performed reliably and quickly. .
  • One object of the present invention is to provide an electrode device having a configuration in which the electrode guides the circumference of a tube in the body while sequentially protruding a plurality of unit elements.
  • Another object of the present invention is to provide an electrode device configured such that an operation of protruding a plurality of unit elements and an operation of setting a path of a plurality of unit elements are interlocked with each other.
  • Another object of the present invention is to provide an electrode device in which a configuration for guiding electrodes to which a plurality of unit elements are connected can be manufactured as a single member without assembling.
  • Another object of the present invention is to provide an electrode device that can simply and quickly release an operation in an emergency during a procedure for blocking or regulating nerves.
  • an electrode device for blocking or controlling nerves in the body, and includes a main body having a shaft; an electrode unit that is formed to be drawn out from one end of the shaft and blocks or regulates nerves of at least a part of the inner body tube; an electrode guide having a plurality of nodes and wires connecting the plurality of nodes to each other to guide the electrode unit; and located inside the main body to control the difference in displacement between the joint and the wire so that the electrode guide has a winding state surrounding the tube inside the body, and controls the difference in displacement between the joint and the wire to decrease. It may include a driving unit that allows the electrode guide to have a straight state.
  • the driving unit includes a road block having one end connected to the node portion to move forward and backward; a wire block that moves forward and backward by supporting the wire; and a variable connection portion configured to connect the road block and the wire block to each other and to vary a distance between the road block and the wire block.
  • the variable connection unit may include a load link rotatably connected to the road block; a wire link rotatably connected to the wire block; a hinge pin rotatably connecting the load link and the wire link to each other; and a pin slot slidably accommodating the hinge pin.
  • the plurality of nodal parts are integrally formed with an elastically deformable material, and at least a portion is closed between neighboring nodal parts of the electrode guide by the force of the wire.
  • a winding support groove deformed so as to be formed may be formed.
  • the electrode device According to the electrode device according to the present invention, a plurality of joint portions and wires are interlocked and operated by the drive unit, so that the electrode guide protrudes from the shaft and is operated to surround the tube. As a result, the space in which the electrode guide operates can be minimized, so that an operation to block or control nerves can be performed safely and accurately even in a narrow space. Since the displacement of the wire is generated differently from the knuckle by the driving unit, it is possible to accurately and concisely implement the withdrawal and positional change of the electrode guide.
  • the nodal part is operated by the motor unit and the road block, and the wire can be operated by the wire block variably connected to the road block. That is, since the operation of protruding the electrode guide and the operation of controlling the position of the electrode guide can be performed together by one motor unit, precise operation can be efficiently implemented.
  • the electrode device when the electrode guide is deformed into a winding state to perform a procedure for blocking or regulating nerves, or when an emergency situation occurs, such as a malfunction, the hinge pin or fixing part is removed to remove the electrode guide. can be transformed back into a straight line, so you can quickly respond to emergency situations.
  • the electrode device by forming an electrode guide integrally formed with a plurality of joint portions while implementing driving of a plurality of joint portions, it is possible to simplify the manufacturing process and miniaturize the product of the electrode device and reduce manufacturing costs. there is.
  • FIG. 1 is a side view of an electrode device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing a state in which the electrode guide shown in FIG. 1 is positioned so as to guide an electrode unit and surround a blood vessel.
  • FIG. 3 is a view showing components inside the shaft of region A shown in FIG. 2;
  • Figure 4 is an exploded perspective view of a portion of the nodal portion shown in Figure 2;
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a drive unit disposed inside the main body shown in FIG. 1;
  • 6A to 6D are diagrams illustrating an operation process of an electrode guide according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 7A to 7E are diagrams illustrating an operation process of a driving unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a perspective view of an electrode guide according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a side view of an electrode device 100 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing a state in which the electrode guide 130 shown in FIG. 1 is positioned to guide the electrode unit 120 and surround a blood vessel.
  • FIG. 3 is a view showing components inside the shaft 111 of region A shown in FIG. 2 .
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of a portion of the joint portion 131 shown in FIG. 2 .
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the driving unit 140 disposed inside the main body 110 shown in FIG. 1 .
  • 6A to 6D are diagrams illustrating an operation process of the electrode guide 130 according to an embodiment of the present invention.
  • 7A to 7E are diagrams illustrating an operation process of the driving unit 140 according to an embodiment of the present invention.
  • an electrode device 100 includes a main body 110, an electrode unit 120, an electrode guide 130, and a driving unit 140.
  • the main body 110 includes a shaft 111 extending in one direction, a grip part 112 connected to the shaft 111 so that an operator can grip it, and a grip part 112 formed on the grip part 112 to guide the electrode guide 130. It may include a guide manipulation unit 113 for manipulating an operation, and an electrode manipulator 114 formed on the grip part 112 and manipulating energy transmission to the electrode unit 120 . Elements for driving and controlling the electrode unit 120 and the electrode guide 130 may be disposed inside the main body 110 .
  • the electrode unit 120 is formed to be drawn out from one end of the shaft 111, and is configured to block or control at least a portion of nerves distributed in tissues including a tube in the body according to an operator's manipulation.
  • the electrode unit 120 may be accommodated inside the shaft 111 and then drawn out by an electrode guide 130 to be described later during operation of the electrode device 100 of the present invention.
  • the electrode unit 120 may include a base part 121 , an electrode part 122 and a sensor part 123 .
  • the electrode wraps the outer surface of the tubular or tubular tissue V in the body to transmit energy through the electrode.
  • the base portion 121 is a flexible flexible circuit board ( flexible PCB).
  • the electrode part 122 is formed on the base part 121, and in the embodiment of FIG. 2, the electrode part 122 may be composed of two electrodes extending parallel to each other on the base part 121.
  • the base part 121 and the electrode part 122 may be configured to extend in a circumferential direction and wrap around a tube in the body.
  • the electrode unit 122 may be made of a material that is harmless to the human body and can transmit electricity, such as stainless steel or gold, in order to block or denervate or control or modulate nerves. Additionally, the electrode unit 122 can deliver various types of energy from the energy source generator. For example, radio-frequency (RF) energy, electrical energy, laser energy, ultrasonic energy, high-intensity focused ultrasound energy, cryogenic energy and other thermal energy. energy can be used.
  • RF radio-frequency
  • the electrode unit 122 is implemented with a flexible circuit board (Flexible PCB) for transmitting high-frequency energy, a transducer for transmitting ultrasonic energy, and a metal electrode for transmitting high-voltage energy to reduce energy to damage nerves.
  • a flexible circuit board Flexible PCB
  • a transducer for transmitting ultrasonic energy
  • a metal electrode for transmitting high-voltage energy to reduce energy to damage nerves.
  • a sensor unit 123 may be formed on the base unit 121 .
  • the sensor unit 123 may be a thermocouple that measures temperature by contacting a tube in the body, etc., and when a nerve ablation procedure is performed by the electrode device 100 according to the present invention, the sensor unit 123 ) can monitor the temperature of the treatment site.
  • the sensor unit 123 may be, for example, a thermocouple composed of a pair of copper and constantan.
  • the sensor unit 123 may measure a signal of a nerve in the canal.
  • the electrode guide 130 performs a function of bringing the electrode unit 120 into contact with a tube in the body.
  • the electrode guide 130 supports the electrode unit 120 and guides the electrode unit 120 to come into contact with the body's vessel.
  • the electrode guide 130 provided in the present invention includes a plurality of joint portions 131 .
  • the plurality of nodes 131 may form a curved winding path to wrap around the tube V in the body with the electrode unit 120 interposed therebetween.
  • the state shown in FIGS. 2 and 6C may be a state in which the plurality of nodes 131 are completely drawn out and disposed along the curved winding path.
  • the electrode guide 130 may further include a tip joint 132 and a wire 133.
  • the tip joint 132 supports the electrode unit 120 and may be coupled to ends of the plurality of nodes 131 sequentially connected.
  • the tip joint 132 may be drawn out from one end of the shaft 111 prior to the plurality of knuckles 131 .
  • the tip joint 132 may be positioned so as to be close to the tube V in the body, and distally to prevent interference with the electrode unit 120 or to maximize the surface covering the tube in the body. It may have a tapered shape in which the width or thickness gradually becomes thinner.
  • An end of the electrode unit 120 may be fastened to and fixed to the tip joint 132 .
  • the wire 133 may be formed to sequentially pass through the plurality of knuckles 131 .
  • a wire hole 131c may be formed in the longitudinal direction in the joint portion 131 to allow the wire 133 to pass through. Ends of the wires 133 sequentially passing through the wire holes 131c may be coupled to and fixed to the tip joint 132, and the wires 133 may be connected to each joint 131 in the longitudinal direction within the wire hole 131c. ), sliding is possible. Accordingly, the wire 133 guides the plurality of nodes 131 and the tip joint 132 to be disposed on the winding path, and connects the plurality of nodes 131 and the tip joint 132 to the tube V. It is possible to provide a pulling force in the winding direction.
  • the wire 133 may be operated to protrude from one end of the shaft 111 together with the plurality of knuckles 131 . At this time, the protruding amount of the wire 133 may be smaller than the protruding amount of the nodal portion 131, whereby the wire 133 has a force that pulls the plurality of nodal portions 131 to have a curved path. can provide.
  • the joint portion 131 may include a hinge portion 131a and a winding support portion 131b.
  • the hinge portion 131a is configured for rotatable connection with neighboring joints, and may be formed on one side or both sides in a longitudinal direction in which the joint portions 131 are connected side by side. As shown, the hinge portion 131a may be connected to the hinge portion 131a of the adjacent joint portion 131 by forming a rotation axis in a direction crossing the longitudinal direction.
  • a hinge pin (not shown) may be inserted into and fastened to each hinge part 131a in a direction in which a rotation shaft is formed.
  • the winding support portion 131b is configured to support the plurality of node portions 131 on the winding path, and may be formed on one side or both sides of the longitudinal direction so as to support each other with the neighboring node portions 131 . As shown, the winding support portion 131b may be formed at a position adjacent to the hinge portion 131a in a direction toward the inside of the electrode guide 130 (where the joint portion 131 is wound).
  • the winding support 131b may be formed of, for example, a surface having a predetermined angle and area, and is supported in surface contact with the neighboring winding support 131b, so that the wound shape of the electrode guide 130 is fixed.
  • the winding support part 131b and the wire hole 131c may be formed at a position spaced apart from the rotation center of the hinge part 131a toward the inside of the body toward the tube V.
  • the wire 133 When the wire 133 is pulled backward relative to the electrode guide 130 (when the length of the wire 133 drawn from the shaft 111 is smaller than that of the knuckle 131), the wire 133 has Tension may be applied in the direction of winding the electrode guide 130 .
  • the winding support part 131b may provide force for supporting each other in the direction of preventing the electrode guide 130 from being wound. As the wire 133 and the winding support 131b balance forces in opposite directions, the electrode guide 130 can be fixed on the winding path.
  • the electrode guide 130 may include a first node group 131x and a second node group 131y. That is, the plurality of node portions 131 may be divided into a first node group 131x and a second node group 131y having different lengths.
  • the first node group 131x may form a first radius of curvature
  • the second node group 131y may form a second radius of curvature greater than the first radius of curvature.
  • the nodes having a relatively short length can form a small radius of curvature
  • the nodes having a long length can form a large radius of curvature.
  • the electrode guide 130 including the joint 131 may have a spiral shape as a whole.
  • the drive unit 140 drives the knuckle 131 and the wire 133 of the electrode guide 130 to protrude from one end of the shaft, and interlocks the knuckle 131 and the wire 133 to have different displacements. let it That is, the driving unit 140 can control the displacement difference between the joint 131 and the wire 133 to increase so that the electrode guide 130 has a winding state surrounding the circumference of the tube V inside the body. In addition, the driving unit 140 may control the displacement difference between the knuckle 131 and the wire 133 to be small so that the electrode guide 130 has a straight state.
  • the wire 133 may protrude from one end of the shaft 111 by a smaller amount (length) than the knuckle 131 by the driving unit 140 .
  • the joint 131 can protrude while forming a curved winding path by being pulled in one direction (the direction of winding the tube in the body) by the wire 133.
  • the wire 133 may protrude a relatively smaller amount each time the knuckle portion 131 protrudes and rotates at a winding angle (eg, 30 degrees) formed by the winding support portion 131b. there is.
  • the electrode guide 130 is accommodated inside the shaft 111 together with the electrode unit 120 and forms a curved winding path from one end toward the front F for the procedure. while it may protrude. Referring to FIGS. 6B and 6C , the electrode guide 130 may be deformed into a winding state that wraps around the tube V in the body due to an enlarged displacement difference between the joint 131 and the wire 133.
  • the electrode guide 130 is positioned to be spaced apart from the outer circumferential surface of the tube (V), and the electrode unit 120 disposed inside the rolled inner side of the electrode guide 130 may be in close contact with the outer circumferential surface of the tube (V).
  • the plurality of knuckles 131 by the drive unit 140 may be wound in a direction surrounding the tube V while being drawn out from the shaft 111 . Therefore, the space in which the electrode guide 130 operates can be minimized, and an operation of blocking or regulating nerves can be performed safely and accurately even in a narrow space.
  • the driving unit 140 since the driving unit 140 generates the displacement of the wire 133 differently from the knuckle 131, the electrode guide 130 of the electrode device 100 according to the present invention has high precision and repeatability of the operation path. can be secured
  • the electrode guide 130 may have a straight state due to the reduced displacement difference between the joint 131 and the wire 133 again.
  • the electrode guide 130 is controlled to increase or decrease the displacement difference between the knuckle 131 and the wire 133 by a driving unit 140 described later, and is controlled to decrease the displacement of the body as shown in FIGS. 6B and 6C. It may be deformed into a winding state surrounding the tube (V), or may have a straight state again as shown in FIG. 6d.
  • the driving unit 140 may include a frame 141 , a motor unit 142 , a road block 143 , a wire block 144 and a variable connection unit 145 .
  • the frame 141 may be installed to be fixed to the inside of the main body, and may include guide slots or guide shafts extending in the front-rear direction.
  • the motor unit 142 is connected to the frame 141 and may include a rotation shaft 142a rotatably supported by the frame 141 .
  • the motor unit 142 may receive, for example, electrical energy to rotate the rotating shaft 142a.
  • the road block 143 may be connected to the joint portion 131 .
  • the road block 143 may move forward and backward by the motor unit 142 .
  • the road block 143 may move forward and backward by being engaged with the rotating shaft 142a extending in the forward and backward directions and having a thread formed thereon.
  • the rod block 143 includes a rod 143a disposed inside the shaft 111 and extending in one direction (front and rear direction) to support the knuckle 131, and a guide slot or guide shaft of the frame 141. It may be provided with a concave-convex configuration that is slidably coupled to the back.
  • the drive unit 140 may be configured to move the road block 143 forward and backward using various linear actuation methods.
  • the driving unit 140 may include a cylinder type linear actuator including pneumatic, hydraulic or electric type, or a piezo/ultrasonic type linear actuator.
  • the wire block 144 is formed to support the wire 133, and may move forward and backward in conjunction with the road block 143.
  • the wire block 144 has a concavo-convex configuration slidably inserted into a guide slot or a guide shaft, and a sliding hole 144a for slidingly accommodating the rotary shaft 142a, and moves forward and parallel to the road block 143. may fall behind
  • the variable connection unit 145 may connect the road block 143 and the wire block 144 to each other, and may change a distance between the road block 143 and the wire block 144 .
  • the variable connection unit 145 may include a load link 145a, a wire link 145b, a hinge pin 145c, and a pin slot 145d.
  • a load link 145a and a wire link 145b may be rotatably connected to a load block 143 and a wire block 144 , respectively.
  • the load link 145a and the wire link 145b may be rotatably connected to each other by a hinge pin 145c.
  • the pin slot 145d is formed to slidably receive the hinge pin 145c. Specifically, the pin slot 145d is formed to extend with a predetermined inclination angle with respect to the front and rear directions. The pin slot 145d may be formed in the frame 141 .
  • FIGS. 7A to 7E may be a state corresponding to the state of FIGS. 6A to 6D.
  • the rod block 143 and the wire block 144 may be disposed at predetermined positions close to the motor unit 142, respectively. (0 143 , 0 144 ), and at this time, the road block 143 and the wire block 144 may be in the closest state to each other (FIG. 7a).
  • the road block 143 engaged therewith may advance (F) (FIG. 7B).
  • the knuckle 131 of the electrode guide 130 may protrude from one end of the shaft 111 (FIG. 6B).
  • the road block 143 may be guided in a forward direction.
  • the wire block 144 may be advanced along the road block 143 by the variable connection unit 145 .
  • the hinge pin 145c moves along the inclined pin slot 145d, and the hinge pin 145c may be relatively close to the road block 143 and the wire block 144. Accordingly, the angle formed by the load link 145a and the wire link 145b gradually increases and widens, and the distance between the road block 143 and the wire block 144 gradually increases. Since the wire block 144 is relatively backward compared to the rod block 143, the displacement of the wire 133 drawn from one end of the shaft 111 is smaller than that of the knuckle 131. Accordingly, the nodes 131 are gradually pulled and bent in a certain direction (the direction of winding the tube in the body) by the wire 133.
  • the hinge pin 145c when the electrode guide 130 is in a winding state, the hinge pin 145c may be removed so that the electrode guide 130 may have a straight state ( FIGS. 6D and 7D ). As shown in FIG. 7D , at least a portion of the hinge pin 145c may be exposed to the electrode device 100 through the pin slot 145d.
  • the electrode device 100 may be configured so that an operator can easily remove the hinge pin 145c from the pin slot 145d from the outside.
  • the distance between the road block 143 and the wire block 144 may be narrowed again (d ⁇ D1).
  • the electrode guide 130 may have a straight state as shown in FIG. 6D.
  • the path fixing part 146e is removed so that the electrode guide 130 has a straight state ((a in FIGS. 6D and 7E). )).
  • the pin slot 145d may include a block support part 146a, a path creation part 146b, and a hinge part 146c.
  • the block support part 146a may support both sides of the road block 143 and the wire block 144, and the path generating part 146b is coupled with a part of the block support part 146a so that the hinge pin 145c slides path can be created.
  • the hinge part 146c may couple a part of the block support part 146a and the path generating part 146b.
  • one end of the path creation unit 146b may be coupled to the block support unit 146a through a hinge unit 146c.
  • the fixing part 146e when the electrode guide 130 is in a winding state, the fixing part 146e may be removed so that the electrode guide 130 has the straight state. That is, the other end of the path generating part 146b having one end coupled to the block support part 146a may be partially opened by pushing the fixing part 146e toward the front of the electrode device 100 by the operator.
  • the path along which the hinge pin 145c slides is also partially opened, and the road block 143 and the wire block 144 connected to each other through the variable connection unit 145 ) may be narrowed again (d ⁇ D1).
  • the other end of the path creation unit 146b is supported by the fixing unit 146e to create a path and a pin slot 145d along which the hinge pin 145c slides.
  • one side of the fixing part 146e may include an inclination angle corresponding to the other end of the path generating part 146b.
  • the fixing part 146e when the fixing part 146e is moved toward the front of the electrode device 100, the other end of the path generating part 146b slides downward (direction a) along the inclination angle of the fixing part 146e to the pin slot.
  • the path of (145d) may be partially open. Therefore, the distance between the road block 143 and the wire block 144, which has moved along the inclined pin slot 145d and has been separated by a certain distance d, will be narrowed again as the path of the pin slot 145d is partially opened.
  • the electrode guide 130 may have a straight state as shown in FIG. 6D.
  • the road block 143 may move backward (R).
  • the hinge pin 145c of the variable connection unit 145 gradually moves away from the load block 143 and the wire block 144, and the load link 145a and the wire link 145b are rotated in a direction overlapping each other. Accordingly, the distance between the road block 143 and the wire block 144 may gradually become closer.
  • variable connection unit 145 of the present invention the wire block 144 can move forward and backward while the distance to the road block 143 is varied. That is, the distance between the wire block 144 and the road block 143 gradually increases when the road block 143 moves forward, and the distance between the road block 143 increases when the road block 143 moves backward. there is.
  • the node 131 can be operated by the motor unit 142 and the road block 143, and the wire 133 can be operated by the wire block 144 interlocked with the road block 143. there is. That is, since the operation of protruding the electrode guide 130 and the operation of disposing the electrode guide 130 can be performed by one motor unit 142, precise operation can be effectively implemented.
  • the electrode guide 130 can be positioned so as to completely cover the tube in the body, it is possible to block or control nerves around the tube as a whole with one procedure, thereby increasing the effect of the procedure.
  • FIG. 8 is a perspective view of an electrode guide 230 according to another embodiment of the present invention.
  • the node 231 of the electrode guide 230 of the present invention is integrally formed will be described.
  • the joint portion 231 of the electrode guide 230 is made of a material such as an elastically deformable polymer, and a plurality of joint portions 231 are integrally formed, for example, a living hinge ( living hinge) structure.
  • each node 231 may be integral with the nodes 231 adjacent to each other in the longitudinal direction, and a winding support groove 231b is formed between the adjacent nodes 231. can be formed In the winding support groove 231b, at least a portion of the groove space may be reduced or closed while the knuckles 231 are positioned on the winding path.
  • the winding support groove 231b may be recessed in a wedge shape on an inner surface of the electrode guide 230 (a surface facing the electrode unit 120).
  • the wedge-shaped winding support groove 231b may be supported by being in contact with each other.
  • the electrode guide 230 of another embodiment of the present invention may further include a wire 233.
  • the wire 233 may be formed to sequentially pass through the plurality of nodal parts 231 .
  • the wire 233 is pulled out a shorter distance from the shaft 111 than the electrode guide 230, so that the electrode guide 230 can be deformed into a shape surrounding the tube, and the winding support groove At least a portion of (231b) may be closed to provide a supporting force.
  • the electrode guide 230 According to the electrode guide 230 according to another embodiment of the present invention, it is possible to integrally manufacture the electrode guide 230 while realizing the driving of the joint part to ensure reliable operation. Since the process of individually manufacturing joint elements and then assembling them becomes unnecessary, it is possible to simplify the manufacturing process, miniaturize products, and reduce manufacturing costs.

Abstract

본 발명에 따른 전극 장치는 체내의 신경을 차단 또는 조절하기 위한 것으로서, 샤프트를 구비하는 본체; 상기 샤프트의 일 단부로부터 인출되도록 형성되고, 상기 체내의 관의 적어도 일부의 신경을 차단 또는 조절하는 전극 유닛; 복수의 마디부와, 상기 복수의 마디부를 서로 연결하는 와이어를 구비하여, 상기 전극 유닛을 가이드하는 전극 가이드; 및 상기 본체 내부에 위치되어 상기 마디부 및 상기 와이어의 변위차가 커지도록 제어하여 상기 전극 가이드가 상기 체내의 관의 둘레를 감싸는 와인딩 상태를 갖도록 하고, 상기 마디부 및 상기 와이어의 변위차가 작아지도록 제어하여 상기 전극 가이드가 직선 상태를 갖도록 하는 구동 유닛을 포함한다.

Description

체내의 신경을 차단 또는 조절하기 위한 전극 장치
본 발명의 체내의 신경을 차단 또는 조절하기 위한 전극 장치에 관한 것이다.
신경차단술은 비정상적으로 과도하게 활성화된 자율신경계를 제어하기 위해 특정 신경을 손상시키는 시술을 말한다. 예를 들어, 신장신경차단술은 신장으로 향하는 신장교감신경을 손상시켜 고혈압과 심장질환을 치료할 수 있고, 폐신경차단술은 폐로 향하는 부교감신경을 손상시켜 폐질환을 치료할 수 있다.
신경들은 보통 혈관, 기관지 등과 같은 관의 외벽을 감싸고 있으며, 이와 같은 관의 외벽을 감싸서 신경의 신호를 측정하거나, 해당 신경에 전기 자극을 전달하거나 다양한 에너지를 전달하여 신경을 손상 또는 파괴시키는 것이 필요할 수 있다.
예를 들어 신장 동맥에 시술을 진행할 경우 시술 대상이 되는 주신장 동맥(main renal artery)의 직경은 5~7 mm이고, 직경이 1~2 mm인 부수적인 신장 동맥(accessory renal artery)을 대상으로 할 수도 있다. 또한, 신경이 분포된 관은 사람마다 그 크기가 다양하며, 위치에 따라 크기가 달라진다.
이와 같은 시술을 실시함에 있어, 카테터의 말단에 형성되는 전극을 포함하는 구성요소를 관의 외벽을 감싸도록 정교하게 위치시키는 것이 중요하다. 구체적으로, 신경을 효과적으로 차단하거나 조절하기 위해서는 신경이 분포된 관의 외벽을 둘레 방향으로 감싸야 하며, 관에 전극이 형성된 구성요소를 감싸는 상태로 배치하는 동작이 신뢰성 있고 신속하게 수행될 필요성이 있다.
본 발명의 일 목적은 복수의 단위 요소를 순차적으로 돌출시키면서 전극이 체내의 관의 둘레를 감싸도록 가이드하는 구성을 갖는 전극 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 일 목적은 복수의 단위 요소를 돌출시키는 동작과 복수의 단위 요소의 경로를 설정하는 동작이 서로 연동되도록 구성되는 전극 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 일 목적은 복수의 단위 요소가 연결된 전극을 가이드하는 구성이 조립 없이 하나의 부재로 제조될 수 있는 전극 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 일 목적은 신경을 차단하거나 조절하기 위한 시술을 진행하는 과정에서 비상시 간단하고 신속하게 동작을 해제할 수 있는 전극 장치를 제공하기 위한 것이다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전극 장치는, 체내의 신경을 차단 또는 조절하기 위한 것으로서, 샤프트를 구비하는 본체; 상기 샤프트의 일 단부로부터 인출되도록 형성되고, 상기 체내의 관의 적어도 일부의 신경을 차단 또는 조절하는 전극 유닛; 복수의 마디부와, 상기 복수의 마디부를 서로 연결하는 와이어를 구비하여, 상기 전극 유닛을 가이드하는 전극 가이드; 및 상기 본체 내부에 위치되어 상기 마디부 및 상기 와이어의 변위차가 커지도록 제어하여 상기 전극 가이드가 상기 체내의 관의 둘레를 감싸는 와인딩 상태를 갖도록 하고, 상기 마디부 및 상기 와이어의 변위차가 작아지도록 제어하여 상기 전극 가이드가 직선 상태를 갖도록 하는 구동 유닛을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 목적을 달성하기 위하여, 상기 구동 유닛은, 일 단부가 상기 마디부에 연결되어 전진 및 후진되는 로드 블록; 상기 와이어를 지지하여 전진 및 후진되는 와이어 블록; 및 상기 로드 블록과 상기 와이어 블록을 서로 연결하고, 상기 로드 블록과 상기 와이어 블록 사이의 거리를 가변시키도록 형성되는 가변 연결부를 포함할 수 있다.
상기 가변 연결부는, 상기 로드 블록에 회전 가능하게 연결되는 로드 링크; 상기 와이어 블록에 회전 가능하게 연결되는 와이어 링크; 상기 로드 링크와 상기 와이어 링크를 서로 회전 가능하게 연결하는 힌지 핀; 및 상기 힌지 핀을 슬라이딩 가능하게 수용하는 핀 슬롯을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 목적을 달성하기 위하여, 상기 복수의 마디부는 탄성 변형 가능한 재질을 가지고 일체로 형성되고, 상기 전극 가이드의 서로 이웃하는 마디부 사이에는, 상기 와이어의 힘에 의하여 적어도 일부가 폐쇄되도록 변형되는 와인딩 지지홈이 형성될 수 있다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본 발명을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
본 발명에 따른 전극 장치에 의하면, 구동 유닛에 의하여 복수의 마디부 및 와이어가 연동되어 동작됨으로써, 전극 가이드가 샤프트로부터 돌출되면서 관을 감싸도록 동작될 수 있다. 이에 의하여 전극 가이드가 동작되는 공간이 최소화될 수 있어, 협소한 공간에서도 안전하고 정확하게 신경을 차단 또는 조절하는 동작이 실시될 수 있다. 구동 유닛에 의하여 마디부와 상이하게 와이어의 변위가 생성됨으로써, 전극 가이드의 인출 및 위치 변화를 정확하고 간결하게 구현할 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 전극 장치에 의하면, 모터부 및 로드 블록에 의하여 마디부가 동작되고, 로드 블록과 가변적으로 연결된 와이어 블록에 의하여 와이어가 동작될 수 있다. 즉, 하나의 모터부에 의하여 전극 가이드를 돌출시키는 동작과 전극 가이드의 위치를 제어하는 동작이 함께 수행될 수 있어, 정밀한 동작을 효율적으로 구현할 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 전극 장치에 의하면, 전극 가이드가 신경을 차단하거나 조절하기 위한 시술을 진행하기 위해 와인딩 상태로 변형되었을 때, 오작동 등 비상 상황 발생 시, 힌지 핀 또는 고정부를 제거하여 전극 가이드를 다시 직선 상태로 변형시킬 수 있으므로 비상 상황에 신속하게 대응할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 전극 장치에 의하면, 복수의 마디부 구동을 구현하면서 마디부가 일체로 이루어지는 전극 가이드가 형성됨으로써, 전극 장치의 제조 과정의 단순화 및 제품 소형화가 가능하게 되고 제조 비용이 절감될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 장치의 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 전극 가이드가 전극 유닛을 가이드하여 혈관을 감싸도록 위치한 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시한 영역 A의 샤프트 내부의 구성요소를 도시한 도면이다.
도 4는 도 2에 도시한 마디부 일부분의 분해 사시도이다.
도 5는 도 1에 도시한 본체 내부에 배치되는 구동 유닛의 단면도이다.
도 6a 내지 6d는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 가이드의 동작 과정을 도시한 도면이다.
도 7a 내지 7e는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 유닛의 동작 과정을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 가이드의 사시도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 장치(100)의 측면도이다. 도 2는 도 1에 도시한 전극 가이드(130)가 전극 유닛(120)을 가이드하여 혈관을 감싸도록 위치한 상태를 도시한 도면이다. 도 3은 도 2에 도시한 영역 A의 샤프트(111) 내부의 구성요소를 도시한 도면이다. 도 4는 도 2에 도시한 마디부(131) 일부분의 분해 사시도이다. 도 5는 도 1에 도시한 본체(110) 내부에 배치되는 구동 유닛(140)의 단면도이다.
도 6a 내지 6d는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 가이드(130)의 동작 과정을 도시한 도면이다. 도 7a 내지 7e는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 유닛(140)의 동작 과정을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 장치(100)는 본체(110), 전극 유닛(120), 전극 가이드(130) 및 구동 유닛(140)을 포함한다.
본체(110)는 일 방향으로 연장되는 샤프트(111)와, 샤프트(111)와 연결되어 시술자가 파지할 수 있도록 형성되는 그립부(112)와, 그립부(112)에 형성되어 전극 가이드(130)의 동작을 조작하는 가이드 조작부(113)와, 그립부(112)에 형성되어 전극 유닛(120)에 에너지 전달을 조작하는 전극 조작부(114)를 포함할 수 있다. 본체(110)의 내부에는 전극 유닛(120)과 전극 가이드(130)를 구동하고 제어하는 요소들이 배치될 수 있다.
전극 유닛(120)은 샤프트(111)의 일 단부로부터 인출되도록 형성되며, 시술자의 조작 등에 따라 체내의 관을 포함하는 조직에 분포된 신경의 적어도 일부를 차단하거나 조절하도록 구성된다. 전극 유닛(120)은 샤프트(111)의 내부에 수용되어 있다가, 본 발명의 전극 장치(100)의 작동 시 후술하는 전극 가이드(130)에 의해 외부로 인출될 수 있다.
도 2를 참조하면, 전극 유닛(120)은 베이스부(121), 전극부(122) 및 센서부(123)를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 전극 장치(100)는 체내의 관 또는 관 형상의 조직(V)의 외면을 전극이 감싸 전극을 통해 에너지를 전달할 수 있고, 이를 위해 베이스부(121)는 가요성의 연성 회로 기판(Flexible PCB)일 수 있다.
전극부(122)는 베이스부(121) 상에 형성되는 것으로, 도 2의 실시예에서 전극부(122)는 베이스부(121) 상에서 서로 평행하게 연장되는 두 전극으로 구성될 수 있다. 본 실시예에서 베이스부(121)와 전극부(122)는 체내의 관 등을 원주 방향으로 연장되어 감싸도록 구성될 수 있다.
전극부(122)는 신경을 차단(block or denervation)하거나 조절(control or modulation)하기 위하여, 예를 들어 스테인리스 스틸, 금 등과 같이 인체에 무해하며 전기를 전달할 수 있는 소재로 이루어질 수 있다. 또한, 전극부(122)는 에너지 소스 생성기로부터의 다양한 타입의 에너지를 전달할 수 있다. 예를 들어, 고주파 에너지(radio-frequency(RF) energy), 전기 에너지, 레이저 에너지, 초음파 에너지(ultrasonic energy), 집속 초음파 에너지(high-intensity focused ultrasound energy), 극저온 에너지(cryogenic energy) 및 기타 열 에너지가 이용될 수 있다.
또한, 전극부(122)는 고주파 에너지 전달을 위한 연성 회로 기판(Flexible PCB), 초음파 에너지를 전달하기 위한 트랜스듀서, 높은 고전압 에너지를 전달하기 위한 금속 전극 등으로 구현되어 신경을 손상시키기 위한 에너지를 전달할 수 있다.
또한, 베이스부(121) 상에는 센서부(123)가 형성될 수 있다. 일 예로, 센서부(123)는 체내의 관 등에 접촉하여 온도를 측정하는 열전대(thermocouple)일 수 있고, 본 발명에 따른 전극 장치(100)에 의해 신경 절제 시술이 실시될 때, 센서부(123)는 시술 부위의 온도를 모니터링할 수 있다. 센서부(123)는 예를 들면, 구리(copper) 및 콘스탄탄(constantan) 쌍으로 구성된 열전대일 수 있다. 다른 예로, 센서부(123)는 관의 신경의 신호를 측정할 수도 있다.
전극 가이드(130)는 전극 유닛(120)을 체내의 관에 접촉시키는 기능을 수행한다. 전극 가이드(130)는 전극 유닛(120)을 지지하여 전극 유닛(120)을 체내의 관에 접촉시키도록 가이드한다.
도 2 내지 4를 더 참조하면, 본 발명에 구비되는 전극 가이드(130)는 복수의 마디부(131)를 구비한다. 복수의 마디부(131)는 전극 유닛(120)을 사이에 두고 체내의 관(V)의 둘레를 감싸도록 곡선의 와인딩 경로를 형성할 수 있다. 도 2 및 6c에 도시된 상태가 곡선의 와인딩 경로를 따라 복수의 마디부(131)가 완전히 인출되어 배치된 상태일 수 있다.
또한, 전극 가이드(130)는 팁 조인트(132) 및 와이어(133)를 더 포함할 수 있다. 팁 조인트(132)는 전극 유닛(120)을 지지하고, 순차적으로 연결된 복수의 마디부(131)의 말단에 결합될 수 있다. 팁 조인트(132)는 복수의 마디부(131)보다 먼저 샤프트(111)의 일 단부로부터 인출될 수 있다. 도 6c에 도시된 것과 같이, 팁 조인트(132)는 체내의 관(V)에 근접하도록 위치될 수 있고, 전극 유닛(120)과의 간섭을 방지하거나 체내의 관을 감싸는 면을 극대화하도록 말단으로 갈수록 폭 또는 두께가 얇아지는 테이퍼 형상을 가질 수 있다. 팁 조인트(132)에는 전극 유닛(120)의 단부가 체결되어 고정될 수 있다.
와이어(133)는 복수의 마디부(131)를 순차적으로 관통하도록 형성될 수 있다. 도 3 및 4를 참조하면, 와이어(133)의 관통을 위하여 마디부(131)에는 길이 방향으로 와이어 홀(131c)이 형성될 수 있다. 와이어 홀(131c)을 순차적으로 관통한 와이어(133)의 단부는 팁 조인트(132)에 결합되어 고정될 수 있고, 와이어(133)는 와이어 홀(131c) 내에서 길이 방향으로 각 마디부(131)에 대해 슬라이딩이 가능하다. 이에 따라, 와이어(133)는 복수의 마디부(131) 및 팁 조인트(132)가 와인딩 경로 상에 배치되도록 가이드하고, 복수의 마디부(131) 및 팁 조인트(132)를 관(V)을 감는 방향으로 당기는 힘을 제공할 수 있다.
와이어(133)는 복수의 마디부(131)와 함께 샤프트(111)의 일 단부로부터 돌출되도록 동작될 수 있다. 이때, 마디부(131)가 돌출되는 양보다 와이어(133)가 돌출되는 양이 작도록 설계될 수 있어, 이에 의하여 와이어(133)는 복수의 마디부(131)를 곡선의 경로를 갖도록 당기는 힘을 제공할 수 있다.
도 4를 참조하면, 마디부(131)는 힌지부(131a) 및 와인딩 지지부(131b)를 구비할 수 있다. 힌지부(131a)는 이웃하는 관절과 회전 가능한 연결을 위한 구성으로, 마디부(131)가 나란하게 연결되는 길이 방향으로 일 측 또는 양 측에 형성될 수 있다. 도시된 것과 같이, 힌지부(131a)는 길이 방향과 교차하는 방향으로 회전축을 형성하여 이웃하는 마디부(131)의 힌지부(131a)와 연결될 수 있다. 각 힌지부(131a)에는, 회전축이 형성되는 방향으로 힌지핀(미도시)이 삽입되어 체결될 수 있다.
와인딩 지지부(131b)는 와인딩 경로 상에 복수의 마디부(131)를 지지하기 위한 구성으로, 이웃하는 마디부(131)와 서로 지지되도록 길이 방향의 일 측 또는 양 측에 형성될 수 있다. 도시된 것과 같이, 와인딩 지지부(131b)는 전극 가이드(130)의 내측(마디부(131)가 감겨지는) 방향으로 힌지부(131a)와 이웃하는 위치에 형성될 수 있다. 와인딩 지지부(131b)는, 예를 들면, 기설정된 각도 및 면적을 갖는 면으로 이루어질 수 있고, 이웃하는 와인딩 지지부(131b)와 면접촉되어 지지됨으로써, 전극 가이드(130)의 와인딩된 형태가 고정될 수 있다. 와인딩 지지부(131b) 및 와이어 홀(131c)은 힌지부(131a)의 회전 중심으로부터 체내의 관(V)을 향하는 내측으로 이격되는 위치에 형성될 수 있다.
전극 가이드(130)에 비해 상대적으로 와이어(133)가 후방으로 당겨지는 경우(와이어(133)가 샤프트(111)로부터 인출되는 길이가 마디부(131)에 비해 작은 경우), 와이어(133)에는 전극 가이드(130)를 와인딩하는 방향으로 장력이 가해질 수 있다. 반면, 와인딩 지지부(131b)는, 전극 가이드(130)가 와인딩되는 것을 억제하는 방향으로 마디부(131) 서로를 지지하는 힘을 제공할 수 있다. 와이어(133)와 와인딩 지지부(131b)가 서로 반대 방향으로 힘의 균형을 이룸으로써, 전극 가이드(130)가 와인딩 경로 상에서 고정될 수 있다.
한편, 도 4에 도시된 것과 같이, 전극 가이드(130)는 제1 마디군(131x) 및 제2 마디군(131y)을 포함할 수 있다. 즉, 복수의 마디부(131)는 서로 다른 길이를 갖는 제1 마디군(131x)과 제2 마디군(131y)으로 나뉠 수 있다.
길이의 차이에 따라, 제1 마디군(131x)은 제1 곡률 반경을 형성하고, 제2 마디군(131y)은 제1 곡률 반경보다 큰 제2 곡률 반경을 형성할 수 있다. 도 6c에서 확인할 수 있는 바와 같이, 상대적으로 짧은 길이를 갖는 마디부들(제1 마디군(131x))이 작은 곡률 반경을 형성할 수 있고, 긴 길이를 갖는 마디부들(제2 마디군(131y))이 큰 곡률 반경을 형성할 수 있다.
팁 조인트(132)에 가까운 측에 배치된 마디부(131)들에 의하여 더 작은 곡률 반경의 경로를 형성하게 되면, 도 6c에 보인 것과 같이 체내의 관과 샤프트(111) 사이의 공간으로 팁 조인트(132)가 진입되는 경로가 만들어질 수 있다. 그리고, 마디부(131)를 포함하는 전극 가이드(130)가 전체적으로 나선형의 형상을 가질 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 전극 장치(100)의 구동 유닛(140)에 대해 설명한다.
구동 유닛(140)은 전극 가이드(130)의 마디부(131) 및 와이어(133)를 샤프트의 일 단부로부터 돌출되도록 구동시키며, 마디부(131)와 와이어(133)를 서로 다른 변위를 갖도록 연동시킨다. 즉, 구동 유닛(140)은 마디부(131)와 와이어(133)의 변위차가 커지도록 제어하여 전극 가이드(130)가 체내의 관(V)의 둘레를 감싸는 와인딩 상태를 갖도록 할 수 있다. 또한, 구동 유닛(140)은 마디부(131)와 와이어(133)의 변위차가 작아지도록 제어하여 전극 가이드(130)가 직선 상태를 갖도록 할 수 있다.
예를 들면, 구동 유닛(140)에 의하여, 마디부(131)보다 와이어(133)가 샤프트(111)의 일 단부로부터 더 작은 양(길이)으로 돌출될 수 있다. 이 돌출되는 양의 차이에 대응하는 만큼 마디부(131)는 와이어(133)에 의하여 일 방향(체내의 관을 감는 방향)으로 당겨져 곡선의 와인딩 경로를 형성하면서 돌출될 수 있다. 더 구체적으로, 마디부(131)가 돌출되면서 와인딩 지지부(131b)에 의해 형성되는 와인딩 각도(예를 들면, 30도)씩 회전할 때마다 와이어(133)는 상대적으로 더 작은 양으로 돌출될 수 있다.
도 6a 내지 6c를 참조하면, 전극 가이드(130)는 전극 유닛(120)과 함께 샤프트(111)의 내부에 수용되어 있다가 시술을 위해 일 단부로부터 전방(F)을 향해 곡선의 와인딩 경로를 형성하면서 돌출될 수 있다. 도 6b 및 도 6c를 참조하면, 전극 가이드(130)는 마디부(131)와 와이어(133) 간의 확대된 변위차로 인해 체내의 관(V)의 둘레를 감싸는 와인딩 상태로 변형될 수 있다.
구체적으로, 복수의 마디부(131)는 샤프트(111)로부터 순차적으로 인출되면서 와이어(133)와의 변위 차이에 의하여, 곡선의 와인딩 경로를 따라 이동되어 전체적으로 관(V)을 감싸는 상태가 될 수 있다. 아울러, 전극 가이드(130)는 관(V)의 외주면과 이격되게 위치되고, 전극 가이드(130)의 감겨진 내측에 배치되는 전극 유닛(120)이 관(V)의 외주면에 밀착될 수 있다.
본 발명에 따르면, 구동 유닛(140)에 의하여 복수의 마디부(131)는 샤프트(111)로부터 인출되면서 관(V)을 감싸는 방향으로 와인딩될 수 있다. 따라서, 전극 가이드(130)가 동작하는 공간이 최소화될 수 있고, 협소한 공간에서도 안전하고 정확하게 신경을 차단 또는 조절하는 동작이 실시될 수 있다.
또한, 구동 유닛(140)이 마디부(131)와 상이하게 와이어(133)의 변위를 생성함으로써, 본 발명에 따른 전극 장치(100)의 전극 가이드(130)는 동작 경로의 정밀도와 반복 재현성이 확보될 수 있다.
한편, 도 6d를 참조하면, 전극 가이드(130)는 마디부(131)와 와이어(133) 간의 다시 작아진 변위차로 인해 직선 상태를 가질 수 있다. 예를 들어, 전극 가이드(130)는 후술하는 구동 유닛(140)에 의해 마디부(131)와 와이어(133) 간의 변위차가 커지도록 제어되거나 작아지도록 제어되어, 도 6b 및 도 6c와 같이 체내의 관(V)을 감싸는 와인딩 상태로 변형되거나, 도 6d와 같이 다시 직선 상태를 가지게 될 수 있다.
이하에서는 구동 유닛(140)의 세부적인 구성 및 기능에 대하여 설명한다.
구동 유닛(140)은 프레임(141), 모터부(142), 로드 블록(143), 와이어 블록(144) 및 가변 연결부(145)를 포함할 수 있다. 프레임(141)은 본체의 내부에 고정되도록 설치될 수 있고, 전후 방향으로 연장되는 가이드 슬롯 또는 가이드 샤프트 등을 구비할 수 있다. 모터부(142)는 프레임(141)에 연결되며, 프레임(141)에 회전 가능하도록 지지되는 회전축(142a)을 구비할 수 있다. 모터부(142)는, 예를 들면, 전기 에너지를 전달받아 회전축(142a)을 회전시킬 수 있다.
로드 블록(143)의 일 단부는 마디부(131)에 연결될 수 있다. 로드 블록(143)은 모터부(142)에 의해 전진 및 후진될 수 있다. 구체적으로, 로드 블록(143)은 전후 방향으로 연장되고 나사선이 형성된 회전축(142a)과 맞물려 전진 및 후진될 수 있다. 로드 블록(143)은, 샤프트(111) 내부에 배치되고 일 방향(전후 방향)으로 연장되도록 형성되어 마디부(131)를 지지하는 로드(143a)와, 프레임(141)의 가이드 슬롯 또는 가이드 샤프트 등에 슬라이딩 가능하도록 결합되는 요철 구성 등을 구비할 수 있다.
이상의 회전축(142a) 및 모터부(142) 구성 외에도, 본 발명에 따른 구동 유닛(140)은 다양한 리니어 액추에이션 방식에 의하여 로드 블록(143)을 전후 방향으로 이동시키도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 구동 유닛(140)은 공압, 유압 또는 전동 방식을 포함하는 실린더 방식의 리니어 액추에이터, 또는 피에조/초음파 방식의 리니어 액추에이터 등을 포함할 수 있다.
와이어 블록(144)은 와이어(133)를 지지하도록 형성되고, 로드 블록(143)과 연동되어 전진 및 후진될 수 있다. 와이어 블록(144)은 가이드 슬롯 또는 가이드 샤프트 등에 슬라이딩 가능하도록 삽입되는 요철 구성과, 회전축(142a)을 슬라이딩 가능하게 수용하는 슬라이딩 홀(144a)을 구비하고, 로드 블록(143)과 나란하게 전진 및 후진될 수 있다.
가변 연결부(145)는 로드 블록(143)과 와이어 블록(144)을 서로 연결할 수 있고, 로드 블록(143)과 와이어 블록(144) 간의 거리를 가변시킬 수 있다. 이를 위하여, 가변 연결부(145)는, 로드 링크(145a), 와이어 링크(145b), 힌지 핀(145c) 및 핀 슬롯(145d)을 구비할 수 있다.
도 5를 참조하면, 로드 링크(145a)와 와이어 링크(145b)는, 각각 로드 블록(143)과 와이어 블록(144)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 또한, 로드 링크(145a)와 와이어 링크(145b)는 서로 회전 가능하도록 힌지 핀(145c)에 의해 연결될 수 있다.
핀 슬롯(145d)은 힌지 핀(145c)을 슬라이딩 가능하게 수용하도록 형성된다. 구체적으로 핀 슬롯(145d)은 전후 방향과 기설정된 경사각을 가지고 연장되도록 형성된다. 핀 슬롯(145d)은 프레임(141)에 형성될 수 있다.
도 7a 내지 도 7e 각각은 도 6a 내지 도 6d의 상태에 대응되는 상태일 수 있다. 구체적으로, 전극 가이드(130)가 샤프트(111) 내부에 위치되는 도 6a의 상태에서 로드 블록(143)과 와이어 블록(144)은 각각 모터부(142) 측 가까이의 기설정된 위치에 배치될 수 있고(O143, O144), 이때, 로드 블록(143)과 와이어 블록(144)은 서로 가장 근접한 상태일 수 있다(도 7a).
모터부(142)에 의해 회전축(142a)이 일 방향으로 회전되면 이와 맞물린 로드 블록(143)이 전진(F)할 수 있다(도 7b). 로드 블록(143)에 연결된 로드(143a)에 의해 밀려, 전극 가이드(130)의 마디부(131)는 샤프트(111)의 일 단부로부터 돌출될 수 있다(도 6b). 로드 블록(143)은 전진하는 방향으로 가이드될 수 있다.
이때, 와이어 블록(144)은 가변 연결부(145)에 의하여 로드 블록(143)을 따라 전진될 수 있다. 가변 연결부(145)에서 힌지 핀(145c)은 경사진 핀 슬롯(145d)을 따라 이동되며, 힌지 핀(145c)이 로드 블록(143) 및 와이어 블록(144)과 상대적으로 가까워질 수 있다. 이에 따라, 로드 링크(145a)와 와이어 링크(145b)가 형성하는 각도가 점차 증가되어 벌어지고, 로드 블록(143)과 와이어 블록(144) 간의 거리는 점차 멀어질 수 있다. 와이어 블록(144)은 상대적으로 로드 블록(143)에 비해 후방으로 뒤처지므로, 와이어(133)는 마디부(131)에 비해 샤프트(111)의 일 단부로부터 인출되는 변위가 작게 된다. 따라서, 와이어(133)에 의해 점진적으로 마디부(131)들이 일정 방향(체내의 관을 감는 방향)으로 당겨져 휘어지게 된다.
로드 블록(143)이 완전히 전진되면, 마디부(131)의 인출이 완료된다(도 6c 및 7c). 도 7c에 도시된 것과 같이, 로드 블록(143) 및 마디부(131)의 이동 거리(d143)에 비하여, 와이어 블록(144) 및 와이어(133)의 이동 거리(d144)는 기설정된 값(d)만큼 작다(d=d143-d144).
한편, 본 발명의 일 실시예에 따라, 전극 가이드(130)가 와인딩 상태일 때 힌지 핀(145c)이 제거되어 전극 가이드(130)가 직선 상태를 가지게 될 수 있다(도 6d 및 도 7d). 도 7d에 도시된 것과 같이, 힌지 핀(145c)은 핀 슬롯(145d)을 통해 적어도 일부가 전극 장치(100)에 노출될 수 있다.
즉, 전극 장치(100)는 시술자가 외부에서 핀 슬롯(145d)으로부터 힌지 핀(145c)을 용이하게 제거할 수 있도록 구성될 수 있다.
이때, 힌지 핀(145c)이 전극 장치(100)로부터 제거되면, 로드 블록(143)과 와이어 블록(144) 간의 멀어졌던 거리가 다시 좁혀지게 될 수 있다(d→D1).
도 7d의 (b)와 같이, 로드 블록(143)과 와이어 블록(144) 간의 거리가 일정 거리(D1) 좁혀짐에 따라, 로드 블록(143)에 일 단부가 연결된 마디부(131)와 와이어 블록(144)에 의해 지지되고 있는 와이어(133) 간의 변위차 또한 작아지게 되므로, 전극 가이드(130)는 도 6d에 도시된 것과 같이, 직선 상태를 가지게 될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 전극 가이드(130)가 와인딩 상태일 때 경로 고정부(146e)가 제거되어 전극 가이드(130)가 직선 상태를 가지게 될 수 있다(도 6d 및 도 7e의 (a)).
도 7e의 (a)를 참조하면, 핀 슬롯(145d)은 블록 지지부(146a), 경로 생성부(146b) 및 힌지부(146c)를 포함할 수 있다. 블록 지지부(146a)는 로드 블록(143) 및 와이어 블록(144)의 양측면을 지지할 수 있고, 경로 생성부(146b)는 블록 지지부(146a)의 일부와 결합되어 힌지 핀(145c)이 슬라이딩되는 경로를 생성할 수 있다.
힌지부(146c)는 블록 지지부(146a)의 일부와 경로 생성부(146b)를 결합시킬 수 있다. 예를 들어, 경로 생성부(146b)의 일 단부가 힌지부(146c)를 통해 블록 지지부(146a)에 결합될 수 있다.
도 7e의 (a)를 참조하면, 전극 가이드(130)가 와인딩 상태일 때 고정부(146e)가 제거되어 전극 가이드(130)가 상기 직선 상태를 갖게 될 수 있다. 즉, 시술자가 고정부(146e)를 전극 장치(100)의 전방을 향해 밀어 일 단부가 블록 지지부(146a)와 결합된 경로 생성부(146b)의 타 단부가 일부 오픈될 수 있다.
경로 생성부(146b)의 타 단부가 일부 오픈됨에 따라, 힌지 핀(145c)이 슬라이딩되는 경로 또한 일부 오픈되어, 가변 연결부(145)를 통해 서로 연결되어 있는 로드 블록(143)과 와이어 블록(144) 간의 멀어졌던 거리가 다시 좁혀지게 될 수 있다(d→D1).
구체적으로, 도 7e의 (b)를 참조하면, 경로 생성부(146b)의 타 단부는 고정부(146e)에 지지되어 힌지 핀(145c)이 슬라이딩 되는 경로, 핀 슬롯(145d)을 생성할 수 있다. 여기서, 고정부(146e)의 일측은 경로 생성부(146b)의 타 단부에 대응되는 경사각을 포함할 수 있다.
이 때, 고정부(146e)가 전극 장치(100)의 전방을 향해 이동되면, 경로 생성부(146b)의 타 단부는 고정부(146e)의 경사각을 따라 하측(a방향)으로 슬라이딩되어 핀 슬롯(145d)의 경로가 일부 오픈될 수 있다. 따라서, 경사진 핀 슬롯(145d)을 따라 이동하며 일정 거리(d) 멀어졌던 로드 블록(143)과 와이어 블록(144) 간의 거리가 핀 슬롯(145d)의 경로가 일부 오픈됨에 따라 다시 좁혀지게 될 수 있다.
도 7e의 (a)와 같이, 로드 블록(143)과 와이어 블록(144) 간의 거리가 일정 거리(D1) 좁혀짐에 따라, 로드 블록(143)에 일 단부가 연결된 마디부(131)와 와이어 블록(144)에 의해 지지되고 있는 와이어(133) 간의 변위차 또한 작아지게 되므로, 전극 가이드(130)는 도 6d에 도시된 것과 같이, 직선 상태를 가지게 될 수 있다.
모터부(142)의 회전축(142a)이 반대 방향으로 회전되면, 로드 블록(143)은 후진(R)될 수 있다. 가변 연결부(145)의 힌지 핀(145c)은 로드 블록(143) 및 와이어 블록(144)과 점차 멀어지고, 로드 링크(145a)와 와이어 링크(145b)는 서로 포개어지는 방향으로 회전된다. 이에 따라, 로드 블록(143)과 와이어 블록(144) 사이의 거리는 점차 가까워질 수 있다.
본 발명의 가변 연결부(145)에 의하여, 와이어 블록(144)은 로드 블록(143)과의 거리가 가변되면서 전진 및 후진될 수 있다. 즉, 와이어 블록(144)은, 로드 블록(143)의 전진 시 로드 블록(143)과의 거리가 점차 멀어지고, 로드 블록(143)의 후진 시 로드 블록(143)과의 거리가 가까워질 수 있다.
본 발명에 따르면, 모터부(142) 및 로드 블록(143)에 의하여 마디부(131)가 동작되고, 로드 블록(143)과 연동된 와이어 블록(144)에 의하여 와이어(133)가 동작될 수 있다. 즉, 하나의 모터부(142)에 의하여 전극 가이드(130)를 돌출시키는 동작과 전극 가이드(130)를 배치하는 동작이 수행될 수 있어, 정밀한 동작이 효과적으로 구현될 수 있다.
한편, 전극 가이드(130)가 체내의 관을 완전히 감싸도록 위치시킬 수 있어, 1회의 시술로 관 둘레의 신경을 전체적으로 차단 또는 조절할 수 있어 시술 효과를 높일 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 가이드(230)의 사시도이다. 이하에서는 본 발명의 전극 가이드(230)의 마디부(231)가 일체로 형성되는 실시예에 대하여 설명한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 가이드(230)의 마디부(231)는 탄성 변형 가능한 폴리머 등의 재질로 이루어지고 복수의 마디부(231)가 일체로 형성되는, 예를 들면, 리빙 힌지(living hinge) 구조를 가질 수 있다.
도 8에 도시한 바와 같이, 각 마디부(231)는 길이 방향으로 서로 이웃하는 마디부(231)와 일체를 이룰 수 있고, 서로 이웃하는 마디부(231) 사이에는 와인딩 지지홈(231b)이 형성될 수 있다. 와인딩 지지홈(231b)은 마디부(231)들이 와인딩 경로 상에서 위치되면서 홈 공간의 적어도 일부가 축소 또는 폐쇄될 수 있다.
구체적으로, 와인딩 지지홈(231b)은 전극 가이드(230)의 내측면(전극 유닛(120)을 향하는 면)에서 쐐기 형상으로 리세스되게 형성될 수 있다. 마디부(231)가 돌출될 때 쐐기 형상의 와인딩 지지홈(231b)은 측면이 서로 접촉되어 지지될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예의 전극 가이드(230)는 와이어(233)를 더 포함할 수 있다. 와이어(233)는 복수의 마디부(231)를 순차적으로 관통하도록 형성될 수 있다. 앞선 실시예와 마찬가지로, 와이어(233)는 전극 가이드(230)에 비해 샤프트(111)로부터 짧은 거리로 인출됨으로써 전극 가이드(230)가 관을 감싸는 형상으로 변형되는 것을 가이드할 수 있고, 와인딩 지지홈(231b)의 적어도 일부가 폐쇄되어 지지되는 힘을 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 가이드(230)에 의하면, 신뢰성 있는 동작을 보장하는 마디부 구동을 구현하면서도 전극 가이드(230)를 일체로 제조할 수 있다. 관절 요소를 개별적으로 제조한 뒤 조립하는 과정이 불필요하게 되므로, 제조 과정의 단순화, 제품 소형화 및 제조 비용 절감이 가능하다.
이상에서 설명한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
또한, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (11)

  1. 체내의 신경을 차단 또는 조절하기 위한 전극 장치에 있어서,
    샤프트를 구비하는 본체;
    상기 샤프트의 일 단부로부터 인출되도록 형성되고, 상기 체내의 관의 적어도 일부의 신경을 차단 또는 조절하는 전극 유닛;
    복수의 마디부와, 상기 복수의 마디부를 서로 연결하는 와이어를 구비하여, 상기 전극 유닛을 가이드하는 전극 가이드; 및
    상기 본체 내부에 위치되어 상기 마디부 및 상기 와이어의 변위차가 커지도록 제어하여 상기 전극 가이드가 상기 체내의 관의 둘레를 감싸는 와인딩 상태를 갖도록 하고, 상기 마디부 및 상기 와이어의 변위차가 작아지도록 제어하여 상기 전극 가이드가 직선 상태를 갖도록 하는 구동 유닛을 포함하는, 전극 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 유닛은,
    일 단부가 상기 마디부에 연결되어 전진 및 후진되는 로드 블록;
    상기 와이어를 지지하여 전진 및 후진되는 와이어 블록; 및
    상기 로드 블록과 상기 와이어 블록을 서로 연결하고, 상기 로드 블록과 상기 와이어 블록 사이의 거리를 가변시키도록 형성되는 가변 연결부를 포함하는, 전극 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 가변 연결부는,
    상기 로드 블록에 회전 가능하게 연결되는 로드 링크;
    상기 와이어 블록에 회전 가능하게 연결되는 와이어 링크;
    상기 로드 링크와 상기 와이어 링크를 서로 회전 가능하게 연결하는 힌지 핀; 및
    상기 힌지 핀을 슬라이딩 가능하게 수용하는 핀 슬롯을 포함하는, 전극 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 힌지 핀은 상기 핀 슬롯을 통해 적어도 일부가 상기 전극 장치에 노출되는, 전극 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 전극 가이드가 상기 와인딩 상태일 때 상기 힌지 핀이 제거되어 상기 전극 가이드가 상기 직선 상태를 갖게 되는, 전극 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 핀 슬롯은,
    상기 로드 블록 및 상기 와이어 블록의 양측면을 지지하는 블록 지지부;
    상기 블록 지지부의 일부와 결합되어 상기 힌지 핀이 슬라이딩되는 경로를 생성하는 경로 생성부; 및
    상기 블록 지지부의 일부와 상기 경로 생성부를 결합시키는 고정부를 포함하는, 전극 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 전극 가이드가 상기 와인딩 상태일 때 상기 고정부가 제거되어 상기 전극 가이드가 상기 직선 상태를 갖게 되는, 전극 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 구동 유닛은,
    모터부;
    일 단부가 상기 마디부에 연결되는 로드를 구비하고, 상기 모터부에 의해 전진 및 후진되는 로드 블록; 및
    상기 와이어를 지지하고, 상기 로드 블록과 나란하게 전진 및 후진되는 와이어 블록을 포함하며,
    상기 와이어 블록은 상기 로드 블록의 전진 시 상기 로드 블록과의 거리가 멀어지고 상기 로드 블록의 후진 시 상기 로드 블록과의 거리가 가까워지는 것을 특징으로 하는, 전극 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 와이어는 상기 마디부보다 상기 샤프트의 일 단부로부터 돌출되는 변위가 작도록 형성되어, 상기 마디부를 상기 관을 감는 방향으로 당기는 힘을 제공하는 것을 특징으로 하는, 전극 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 마디부는,
    이웃하는 마디부와 연결되는 길이 방향으로 일 측 또는 양 측에 형성되는 힌지부; 및
    상기 힌지부의 회전 중심으로부터 이격되는 위치에 상기 와이어가 삽입되도록 형성되는 와이어 홀을 구비하는, 전극 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 마디부는 탄성 변형 가능한 재질을 가지고 일체로 형성되고,
    상기 전극 가이드의 서로 이웃하는 마디부 사이에는, 상기 와이어의 힘에 의하여 적어도 일부가 폐쇄되도록 변형되는 와인딩 지지홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 전극 장치.
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