KR20220123380A - 침습적 온도 센서 시스템 - Google Patents
침습적 온도 센서 시스템 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20220123380A KR20220123380A KR1020227018634A KR20227018634A KR20220123380A KR 20220123380 A KR20220123380 A KR 20220123380A KR 1020227018634 A KR1020227018634 A KR 1020227018634A KR 20227018634 A KR20227018634 A KR 20227018634A KR 20220123380 A KR20220123380 A KR 20220123380A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- tube
- temperature sensor
- wire
- electrical wires
- resistance temperature
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/01—Measuring temperature of body parts ; Diagnostic temperature sensing, e.g. for malignant or inflamed tissue
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
- A61B5/1455—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
- A61B5/1459—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters invasive, e.g. introduced into the body by a catheter
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
- A61B5/6846—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive
- A61B5/6847—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive mounted on an invasive device
- A61B5/6852—Catheters
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
- A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
- A61B2562/0271—Thermal or temperature sensors
- A61B2562/0276—Thermal or temperature sensors comprising a thermosensitive compound
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
- A61B2562/22—Arrangements of medical sensors with cables or leads; Connectors or couplings specifically adapted for medical sensors
- A61B2562/221—Arrangements of sensors with cables or leads, e.g. cable harnesses
- A61B2562/222—Electrical cables or leads therefor, e.g. coaxial cables or ribbon cables
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
- A61B2562/22—Arrangements of medical sensors with cables or leads; Connectors or couplings specifically adapted for medical sensors
- A61B2562/225—Connectors or couplings
- A61B2562/227—Sensors with electrical connectors
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Surgery (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Abstract
인간 또는 동물 신체 내의 기관 또는 조직 내의 하나 이상의 위치에서 온도를 측정하기 위한 장치(1), 관련된 키트 및 관련된 방법이 개시된다. 장치는 신체 내로의 삽입을 위한 원위 단부 및 장치의 사용 시에 신체의 외측에서 유지되는 근위 단부를 가지는 카테터 관(2)을 포함한다. 장치는 관 내의 적어도 하나의 저항 온도 센서(3), 및 적어도 하나의 저항 온도 센서(3)에 연결되는 관 내의 복수의 전기 와이어(4)를 포함한다. 복수의 전기 와이어는 관(2)을 통해서 관의 근위 단부로부터 연장되는 적어도 일부의 전기 와이어를 포함한다. 장치는 복수의 전기 와이어(4)를 외부 장치에 전기적으로 연결하기 위한 연결부(21)를 관(2)의 근위 단부에서 포함한다. 저항 온도 센서(3)는 열 저항기(11), 그리고 열 저항기의 온도 의존성 저항이 사이에서 측정될 수 있는 제1 단자(12) 및 제2 단자(13)를 포함하고, 저항 온도 센서(3)의 2개의 단자(12, 13)의 각각은 복수의 전기 와이어(4)의 적어도 하나에 직접 연결된다.
Description
본 발명은 개입적 의료 장치, 그리고 특히 센서 카테터 장치의 분야에 관한 것이다. 본 발명은 구체적으로 인간 또는 동물 신체 내의 하나 이상의 위치에서 온도를 측정하기 위한 장치, 관련된 키트 및/또는 시스템뿐만 아니라, 그러한 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
여러 의료 절차에서, 동물 또는 인간 신체 내의 온도를 정확하게 모니터링하기 위한 수단 및 방법의 필요성이 존재한다. 카테터는 특정 장소에서 신체 내의 특성을 측정하기 위해서 일반적으로 사용된다. 예를 들어, US 5,916,153은 온도 센서 및 카테터 벽 내에 내재된 전도성 와이어를 포함하는 요도 삽입용 카테터를 개시한다.
당업계에 알려진 많은 카테터는 경피적 사용, 예를 들어 맥관 구조 내 사용을 위해서 구성된다. 그러나, 그러한 카테터의 삽입은, 특히 카테터의 선단부에서 그리고 표피가 관통되는 삽입 부위에서 감염 위험을 수반한다. 또한, 신체 및 그 내부 기관의 손상을 최소화하기 위해서, 예를 들어, 센서 기구가 바람직하게 합리적으로 작은 직경을 가지는 카테터 내에 피팅될 수 있도록, 콤팩트한 구성 및/또는 높은 정도의 소형화가 매우 바람직하다. 예를 들어, 기관은 천공으로 인한 손상에 매우 민감할 수 있다. 또한, 카테터가 각도를 이루어, 예를 들어 외부 기관 표면에 대해서 상당한 접선 방향 성분을 가지는 진입 벡터로 기관 내로 삽입될 때, 기관 내의 맥관 구조를 파열 또는 컷팅할 수 있는 추가적인 위험이 존재한다. 특히, 해당 손상이 잠재적으로 생명-위협 내부 출혈을 유발할 수 있기 때문에, 그러한 천공 상처, 커트(cut) 및/또는 파열이 일반적으로 방지되는 것 또는 적어도 최소화되어야 하는 것이 명확하다. 이러한 고려 사항은, 조밀한 맥관 구조로 인해서 손상에 대해서 특히 민감한 기관인, 간에서 특히 중요하다.
온열 치료에서, 인간 또는 동물 신체의 온도가 인위적으로 상승되고 높은 레벨에서 유지된다. 이러한 접근 방식이 열이 민감한 암 세포를 표적으로 하기 위해서 사용될 수 있지만, 건강한 세포의 손상을 방지하기 위해서 상승 온도는 정확하게 제어될 필요가 있다. 그에 따라, 신체 내의 그리고 특히 과열에 매우 민감한 기관 내의 온도의 직접적인 모니터링은 그러한 절차에서 필수적이거나 적어도 바람직하다. 간은 대사적으로 매우 활동적이고, 그에 따라 과열 방지를 위해서 간 내의 온도를 모니터링하는 것이 최우선이다. 또한, 간 내의 다수의 위치에서 온도를 측정하는 것이 유리할 수 있다는 것이 명확할 것이다. 그러나, 전술한 바와 같이, 간 내의 온도를 침습적으로 측정하는 것은 큰 위험을 수반하고, 이러한 위험은 최소화되어야 한다.
카테터 장치를 이용하여 신체 내의 온도를 결정하기 위해서 광학적 감지를 사용하는 것이 당업계에 알려져 있다. 예를 들어, GB 2308652는 그레이팅(grating)을 갖는 광 섬유를 포함하는 온도-감지 카테터를 개시하고, 여기에서 온도에 대한 브래그 파장(Bragg wavelength)의 의존성을 이용하여 온도를 측정한다. 이러한 접근 방식은, 예를 들어 상이한 그레이팅 빈도수들을 이용하는 것에 의해서, 다수의 브래그 그레이팅이 카테터 내의 복수의 위치에서 단일 섬유에 커플링될 수 있다는 부가적인 장점을 갖는다. 그러나, 콤팩트한 장치가 달성되지만, 이러한 접근 방식은 달성될 수 있는 측정 정확도에 한계가 있을 수 있고, 브래그 파장에 미치는 스트레인(strain)의 영향과 같은 다른 의존성이 측정을 혼동시킬 수 있다.
다른 예로서, US 9,289,606은 전기천공-매개 요법 및 유사 요법 양식을 위한 카테터 시스템을 개시하고, 여기에서 선단부 전극은 공동을 포함하고, 공동의 내부 표면은 온도 변화에 따라 색채가 변화되는 열변색/열향성(thermotropic) 재료로 함침되거나 코팅된다. 따라서, 광 섬유를 통해서 스펙트럼을 분석하는 것에 의해서, 전극 온도가 모니터링될 수 있다.
US 6,519,485는 기관 기능을 평가하기 위한 시스템을 개시한다. 광 섬유 전달 조립체의 선단부가 내부 기관까지 또는 그 내부로 연장되고 조직을 조명한다. 또한, 온도가 선단부에서 감지되고, 수집 섬유가 주위 조직으로부터 산란, 반사 또는 방출된 광을 수집한다. 이러한 시스템의 의도된 용도는 간과 같은 기관 내의 대사 변화, 예를 들어 쇼크의 시작을, 병원 환경에서 일반적으로 모니터링되는 바와 같은 혈액 화학, 심혈관 지표 또는 다른 건강 지표에서 나타나기 전에, 신속하게 검출하는 것이다. 온도 센서는, 이러한 예시적인 종래 기술의 개시 내용에 따라, 전기적으로 연결된 감지 요소, 예를 들어 서미스터로서, 또는 광-기반의 기술, 예를 들어 적외선 열화상촬영에 의해서 구현될 수 있다.
그러나, 신체, 예를 들어 기관 내의 온도를 모니터링하기 위한 수단 및 방법의 제공 필요성이 당업계에 여전히 존재한다. 바람직하게, 온도는, 예를 들어 카테터의 길이방향 세그먼트를 따라서 이격된 복수의 위치에서 모니터링되고, 예를 들어 그에 따라 온도의 지역적인 차이가 검출될 수 있고/있거나 평균화 동작이 수행될 수 있다. 전술한 바와 같이, 예를 들어 기관에 대한 손상을 방지 또는 최소화하기 위해서 콤팩트한 기구가 매우 바람직하다.
본 발명의 목적은, 인간 또는 동물 신체 내의 삽입 경로를 따라서 하나 이상의 위치에서 온도를 정확하게 측정하기 위한 콤팩트하고, 단순하며, 효율적이고, 저렴하고, 및/또는 안전한 장치를 제공하는 것, 그리고 그러한 장치의 용이하고, 효율적이며, 및/또는 신뢰 가능한 제조를 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시형태는, 동물 또는 인간 신체, 예를 들어 기관 내의 온도가 정확하게 모니터링될 수 있다는 장점을 갖는다.
본 발명의 실시형태는, 동물 또는 인간 신체, 예를 들어 기관 내의 온도가, 예를 들어 관심 기관 또는 조직의 상이한 위치들에서, 예를 들어 관심 조직 또는 기관 내의 복수의 상이한 깊이들에서 모니터링될 수 있다는 장점을 갖는다.
본 발명의 실시형태는, 온도 센서가 카테터 구조물 내로 통합되어, 센서와 주위 신체 조직 사이의 열적 평형을 용이하고 신속하게 도달할 수 있으면서도, 신체 내에 삽입된 이물질과 신체 사이의 적절한 격리를 제공한다는 장점을 갖는다.
본 발명의 실시형태는, 감염 위험 및/또는 천공, 컷팅, 파열 및/또는 슬래싱(slashing)으로 인한 조직 손상을 유리하게 감소시키는, 콤팩트한 구조물, 예를 들어 작은 직경을 가지는 카테터 구조물이 제공된다는 장점을 갖는다.
본 발명의 실시형태는, 예를 들어 조직 손상을 방지 또는 감소시키기 위해서, 연성인 및/또는 기계적으로 유연한(즉, 비-강성인) 구조물이 제공된다는 장점을 갖는다. 예를 들어, 카테터 관은 연성 및/또는 매우 유연한 패키지를 형성할 수 있다.
본 발명의 실시형태는, 온도가 간 내의 다수의 측정 지점에서 정확하고 안전하게 측정될 수 있다는 장점을 갖는다.
본 발명의 실시형태는, 신체 내의 온도의 정확한 모니터링이 달성될 수 있고, 그에 따라, 이러한 측정을 기초로, 온열 치료의 열적 매개변수를 제어하여, 신체의 또는 특히 신체 내의 열-민감성 기관의 잠재적인 치명적 과열을 방지하면서, 양호한 치료 효능을 달성할 수 있다는 장점을 갖는다.
본 발명의 실시형태는, 단순하고 신뢰 가능한 온도 센서, 예를 들어 PT100 또는 PT1000 센서와 같은 표준 저항 온도 검출기(RTD)가 사용된다는 장점을 갖는다. 예를 들어, 종래 기술은 보다 복잡한 온도 변환 접근 방식, 예를 들어 광학적 특성에 의존하는 온도의 광학적 검출에 의존할 수 있고, 이는 더 많은 오류를 가지는 경향이 있을 수 있고, 신뢰성이 덜 할 수 있고, 더 고가일 수 있고, 덜 정확할 수 있고/있거나 판독 및/또는 보정이 더 어려울 수 있다.
본 발명의 실시형태는, 다수의 온도 측정 지점이 카테터의 감지 영역을 따라서 제공될 수 있다는 장점을 가지고, 여기에서, 카테터의 길이를 따라서 연장되는 측정 지점 마다 3개 또는 4개의 와이어와 같이 많이 필요로 하지 않으면서, 각각의 측정 지점에서 3개-와이어 또는 4개-와이어 판독 방법이 사용될 수 있다. 요구되는 와이어의 수가 유리하게 적게 유지될 수 있기 때문에, 카테터의 직경이 또한 작게 유지될 수 있다.
본 발명의 실시형태는, 기관 또는 조직 내의 신뢰 가능한 온도 측정이 복수의 측정 지점에서 측정된 온도를 평균화함으로써 얻어질 수 있다는 장점을 갖는다.
본 발명의 실시형태는, 기관 또는 조직 내의 온도가 기관 또는 조직 내의 복수의 측정 지점에서 온도를 결정하는 것에 의해서 구체적으로 특성화될 수 있다는 장점을 갖는다.
전술한 목적은 본 발명의 실시형태에 따른 장치 및 방법에 의해서 달성된다.
제1 양태에서, 본 발명은 인간 또는 동물 신체 내의 기관 또는 조직 내의 하나 이상의 위치에서 온도를 측정하기 위한 장치에 관한 것이다. 이러한 장치는 원위 단부 및 근위 단부를 가지는 카테터 관을 포함하고, 여기에서, 장치의 사용 시에, 원위 단부는 기관 또는 조직 내로(또는 상으로) 신체 내로 삽입되도록 구성되는 반면, 근위 단부는 신체의 외측에서 유지된다. 장치는 관 내의 적어도 하나의 저항 온도 센서, 및 적어도 하나의 저항 온도 센서에 연결되는 관 내의 복수의 전기 와이어를 포함한다. 복수의 전기 와이어는 관의 근위 단부로부터 관을 통해서 연장되는 적어도 몇 개의 전기 와이어를 포함할 수 있고, 저항 온도 센서의 쌍들 사이에서 연장되는 와이어 세그먼트를 포함할 수 있다. 장치는 복수의 전기 와이어의 적어도 일부를 외부 장치에 전기적으로 연결하기 위한 연결부를 관의 근위 단부에서 포함한다. 저항 온도 센서는 열 저항기, 그리고 열 저항기의 온도 의존성 저항이 사이에서 측정될 수 있는 제1 단자 및 제2 단자를 포함한다. 각각의 저항 온도 센서의 2개의 단자의 각각은 복수의 전기 와이어의 적어도 하나에 직접 연결된다(예를 들어, 납땜된다).
본 발명의 실시형태에 따른 장치에서, 전기 와이어는 서로의 주위에서 나선형으로 꼬일 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따른 장치에서, 열 저항기는 백금 저항기, 예를 들어 PT100 저항기 또는 PT1000 저항기일 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따른 장치에서, 저항 온도 센서는 박막 기재를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따른 장치에서, 열 저항기는 기재 상에 구불구불한 패턴으로 배열된 세장형 전도성 금속 트레이스를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따른 장치에서, 저항 온도 센서는 50 ㎛ 내지 150 ㎛ 범위의 두께, 100 ㎛ 내지 700 ㎛ 범위, 예를 들어 100 ㎛ 내지 350 ㎛ 범위의 폭, 및 1 mm 내지 10 mm 범위의 길이를 가질 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따른 장치에서, 전기 와이어(예를 들어, 그 각각)는 10 ㎛ 내지 100 ㎛ 범위, 예를 들어 30 ㎛ 내지 80 ㎛ 범위의 직경을 가질 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따른 장치에서, 카테터 관은 463 ㎛ 내지 820 ㎛ 범위의 외경 및 260 ㎛ 내지 514 ㎛ 범위의 내경을 가질 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따른 장치에서, 적어도 하나의 저항 온도 센서가 복수의 저항 온도 센서일 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따른 장치에서, (예를 들어, 상기 복수의 전기 와이어의) 제1의 복수의 전기 와이어가 복수의 저항 온도 센서를 직렬로 연결할 수 있고, 그에 따라 장치의 동작 시에 전류가 복수의 저항 온도 센서를 통해서 흐르게 할 수 있다. 제1의 복수의 전기 와이어는:
- 관의 근위 단부로부터 직렬 내의 제1 저항 온도 센서의 제1 단자까지 연장되는 제1 와이어,
- 관의 근위 단부로부터 직렬 내의 마지막 저항 온도 센서의 제2 단자까지 연장되는 제2 와이어, 및
- 직렬 내의 이전의 저항 온도 센서의 제2 단자를 직렬 내의 다음 저항 온도 센서의 제1 단자에 각각 연결하는, 복수의 와이어 세그먼트를 포함할 수 있거나 이들로 구성될 수 있다.('이전' 및 '다음'은 직렬 연결 내의 인접 센서들의 쌍을 지칭한다)
본 발명의 실시형태에 따른 장치에서, 각각의 저항 온도 센서의 2개의 단자 중 적어도 하나가, 관의 근위 단부로부터 연장되는 복수의 전기 와이어 중 적어도 2개의 전기 와이어에 직접적으로 연결(예를 들어, 납땜)될 수 있고, 그에 따라 저항 온도 센서가 3개-와이어 또는 4개-와이어 판독 구성을 이용하여 판독될 수 있게 한다.
본 발명의 실시형태에 따른 장치에서, (예를 들어, 상기 복수의 전기 와이어의) 제2의 복수의 전기 와이어가, 전압차를 측정하기 위해서, 관의 근위 단부로부터 연장될 수 있고 복수의 저항 온도 센서에 연결될 수 있다. 제2의 복수의 전기 와이어는:
- 상기 직렬 내의 제1 저항 온도 센서의 제1 단자에 연결되도록 관의 근위 단부로부터 연장되는 제1 와이어,
- 직렬 내의 마지막 저항 온도 센서의 제2 단자에 연결되도록 관의 근위 단부로부터 연장되는 제2 와이어, 및
- 개별적으로 각각의 와이어 세그먼트(43)에 연결되도록 관의 근위 단부로부터 연장되는 복수의 와이어를 포함할 수 있거나 이들로 구성될 수 있다.
제1의 복수의 와이어 및 제2의 복수의 와이어는 분리된 와이어의 세트로 지칭될 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따른 장치는, 예를 들어, 굽힘 견고성(bending stiffness)의 실질적인 증가가 없이, 관의 가요성을 줄이기 위한 및/또는 관의 축방향 견고성을 증가시키기 위한 구조 와이어를 관 내에 포함할 수 있다. 구조 와이어는, 유리하게, 삽입된 장치가 신체로부터 후퇴될 때, 부가적인 강도를 관에 제공할 수 있고/있거나 안전성을 높일 수 있고, 그에 따라 예를 들어 뒤쪽으로 당겨질 때 관의 파괴를 방지할 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따른 장치에서, 구조 와이어는 텅스텐 또는 텅스텐 합금으로 구성될 수 있다. 본 발명의 실시형태에 따른 장치에서, 구조 와이어는 스테인리스 강, 예를 들어 SS 316, 탄소 섬유, 티타늄, 금, 다른 금속 또는 금속 합금 및/또는 중합체 섬유를 포함할 수 있거나 이들로 구성될 수 있다. 실시형태가 반드시 이러한 예시적인 재료로 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 실시형태에 따른 장치에서, 구조 와이어는 40 ㎛ 내지 150 ㎛ 범위의 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따른 장치는, 예를 들어 관 내의 달리 빈 공간을 충진하는 것과 같이, 관을 충진하는, 즉 다른 장치 특징부에 의해서 점유되지 않은 관 내의 공극(들)을 충진하는 하나 이상의 충진재 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 충진재 재료는 변형 가능 충진재 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, (예를 들어, 길이방향으로 분리된) 상이한 섹션들이, 예를 들어 상이한 특성들을 가지는 상이한 충진재 재료들로 충진될 수 있다. 예를 들어, 관이 더 가요적인 섹션 및 가요적이지 않은(즉, 덜 가요적이거나 실질적으로 강성인) 섹션을 포함하도록, 예를 들어, 적어도 하나의 섹션이 적어도 하나의 다른 섹션보다 더 가요적일 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따른 장치는, 연결부에 동작 가능하게 연결되어, 연결되었을 때 데이터를 외부 장치에 제공하는, 데이터를 저장하기 위한 집적 회로를 포함할 수 있다. 데이터는 식별 정보 및/또는 보정 정보 및/또는 멸균 처리 정보 및/또는 센서 로깅 정보(sensor logging information)를 포함한다.
본 발명의 실시형태에 따른 장치는, 온도에 더하여, 기관 또는 조직의 하나 이상의 다른 생리적 매개변수가 광 섬유를 통해서 모니터링될 수 있도록, 장치의 사용 시에, 광 신호를 기관 또는 조직에 전달하기 위한, 그리고 기관 또는 조직으로부터 오는 복귀 광 신호를 수집하기 위한 적어도 하나의 광 섬유를 포함할 수 있다.
제2 양태에서, 본 발명은 본 발명의 제1 양태의 실시형태에 따른 장치, 및 이하로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 키트에 관한 것이다:
- 피부를 통해서 천공하기 위한 바늘,
- 관을 피부 천공부를 통해서 신체 내로 삽입하기 위한 안내 외피,
- 판독 장치가 연결부에 동작 가능하게 연결될 때, 복수의 전기 와이어를 통해서 측정된 전류 및/또는 전압을 기초로 온도 값을 제공하기 위한 판독 장치.
제3 양태에서, 본 발명은 본 발명의 제1 양태의 실시형태에 따른 장치를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 이러한 방법은:
- 하나 이상의 저항 온도 센서를 제조 또는 획득하는 단계로서, 각각의 저항 온도 센서는 박막 기재 상에서 세장형 전도성 금속 트레이스를 포함하고, 금속 트레이스는 제1 단자와 제2 단자 사이에서 구불구불한 패턴으로 배열되는, 단계,
- 복수의 전기 와이어를 하나 이상의 저항 온도 센서에 연결하는 단계,
- 적어도 일부 전기 와이어가 관의 근위 단부에서(통해서) 접근 가능하게 유지되도록, 하나 이상의 저항 온도 센서 및 복수의 전기 와이어를 카테터 관 내에 삽입하는 단계, 및
- 외부 장치가 연결부를 통해서 하나 이상의 저항 온도 센서에 동작 가능하게 연결될 수 있도록, 연결부를 관의 근위 단부에 기계적으로 연결하고 연결부를 복수의 전기 와이어에 전기적으로 연결하는 단계를 포함한다.
본 발명의 이러한 그리고 다른 양태가 이하에서 설명된 실시형태(들)를 참조할 때 명확해지고 명료해질 것이다.
독립 청구항 및 종속 청구항은 본 발명의 구체적인 그리고 바람직한 특징을 설명한다. 종속항으로부터의 특징이, 적절한 것으로 간주되고 반드시 청구범위에서 명시적으로 기재되지는 않은, 독립항의 특징과 그리고 다른 종속항의 특징과 조합될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 장치를 도시한다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 장치를 도시한다.
도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 장치 내의 센서들의 배선 체계, 및 본 발명의 실시형태에 따른 예시적인 판독 접근 방식을 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시형태에 따른 장치를 도시한다.
도 5는 본 발명의 실시형태에 따른 장치 내의 와이어 구성 접근 방식을 도시한다.
도면은 개략적인 것이고 비제한적인 것이다. 도면의 요소가 반드시 실제 축척을 나타내는 것이 아니고, 예를 들어, 도면을 명확하게 그리고 이해될 수 있게 유지하기 위해서, 요소가 예시적인 목적을 위해서 과장될 수 있거나 축척이 감소될 수 있다. 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바와 같은 본 발명의 구체적인 실시형태로 제한되는 것은 아니다. 청구범위 내의 참조 부호가 범위를 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 상이한 도면들에서, 동일한 참조 부호가 동일한 또는 유사한 요소를 지칭할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 장치를 도시한다.
도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 장치 내의 센서들의 배선 체계, 및 본 발명의 실시형태에 따른 예시적인 판독 접근 방식을 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시형태에 따른 장치를 도시한다.
도 5는 본 발명의 실시형태에 따른 장치 내의 와이어 구성 접근 방식을 도시한다.
도면은 개략적인 것이고 비제한적인 것이다. 도면의 요소가 반드시 실제 축척을 나타내는 것이 아니고, 예를 들어, 도면을 명확하게 그리고 이해될 수 있게 유지하기 위해서, 요소가 예시적인 목적을 위해서 과장될 수 있거나 축척이 감소될 수 있다. 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바와 같은 본 발명의 구체적인 실시형태로 제한되는 것은 아니다. 청구범위 내의 참조 부호가 범위를 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 상이한 도면들에서, 동일한 참조 부호가 동일한 또는 유사한 요소를 지칭할 수 있다.
본 발명은, 이하에서 설명되는 예시적인 실시형태에도 불구하고, 첨부된 청구범위에 의해서만 제한된다. 첨부된 청구범위는 이러한 상세한 설명에서 명시적으로 포함되며, 각각의 청구항, 및 청구범위에 의해서 규정된 종속성 구조에 의해서 허용되는 바와 같은 청구항들의 각각의 조합은 본 발명의 별도의 실시형태를 형성한다.
청구범위에서 사용된 "포함한다"라는 단어는 후술되는 특징, 요소 또는 단계로 제한되지 않으며 부가적인 특징, 요소 또는 단계를 배제하지 않는다. 따라서, 이러한 것은, 하나 이상의 특징의 추가적인 존재 또는 부가를 배제하지 않고, 언급된 특징의 존재를 특정한다.
상세한 설명 및/또는 청구범위에서 제1, 및 제2, 및 기타와 같은 일반적인 언급은 유사한 요소들을 구분하기 위해서 사용될 수 있고, 시간적인, 공간적인, 순위적인 또는 임의의 다른 방식의 순서를 반드시 규정하는 것은 아니다. 이러한 용어는 적절한 상황에서 상호 교환 가능할 수 있고, 본 발명의 실시형태는 본원에서 명시적으로 설명되거나 예시된 것 이외의 다른 순서와 관련될 수 있다.
상세한 설명 및/또는 청구범위에서 상단, 하단, 위, 아래, 및 기타와 같은 공간적인 언급은 설명 목적을 위해서 사용된 것이고 상대적인 위치들 반드시 설명하는 것은 아니다. 상대적인 위치가 희망하는 기술적 효과를 달성하기 위해서, 즉, 숙련된 사람에게 명백한 바와 같이 근본적인 객관적인 기술적 문제를 해결하기 위해서 필수적일 수 있지 않는 한, 실시형태는 그러한 공간 언급을 사용하여 설명된 요소의 다른 위치 배열과 관련될 수 있음이 명백할 것이다. 그에 따라, 그러한 용어가 적절한 상황하에서 상호 교환될 수 있다는 것 그리고 본 발명의 실시형태가 본원에서 설명된 또는 도시된 것과 다른 배향으로 동작될 수 있다는 것이 명확하다.
이러한 상세한 설명에서, 다양한 구체적인 세부 사항이 제시된다. 본 발명의 실시형태는 이러한 구체적인 세부 사항이 없이도 수행될 수 있다. 또한, 본 개시 내용의 명확성 및 간결함을 위해서, 잘 알려진 특징, 요소 및/또는 단계가 반드시 설명되는 것은 아니다.
본 명세서 전반을 통한 "일 실시형태" 또는 "실시형태"라는 언급은, 실시형태와 관련하여 설명된 특별한 특징, 구조, 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시형태에 포함된다는 것을 의미한다. 본 명세서 전반의 여러 장소에서의 "일 실시형태에서" 또는 "실시형태에서"라는 문구의 출현 모두가 반드시 동일한 실시형태를 언급하는 것은 아니나, 동일한 실시형태를 언급할 수도 있을 것이다. 또한, 본 개시 내용으로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있는 바와 같이, 하나 이상의 실시형태에서, 특별한 특징, 구조, 또는 특성이 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있을 것이다. "실시형태" 또는 "실시형태에서"에 대한 언급은 동일한 방식으로 해석되어야 한다.
본 발명의 다양한 특징들은, 본 개시 내용을 간소화하고 본 발명의 양태의 이해를 돕기 위해서, 하나의 실시형태, 도면 또는 그 설명으로 함께 그룹화될 수 있다. 그러나, 이는, 청구된 발명이 각각의 청구항에서 명시적으로 인용된 것 보다 많은 특징을 요구하기 위한 의도를 반영하는 것으로 해석되지 않는다. 오히려, 이하의 청구항이 반영하는 바와 같이, 상세한 설명에서 명시적으로 설명된 바와 같은 하나의 전술된 실시형태의 모든 특징 보다 적은 발명의 양태가 존재할 수 있다. 그에 따라, 상세한 설명에 후속되는 청구항은 이에 의해서 이러한 상세한 설명 내로 명백하게 통합되고, 각각의 청구항은 본 발명의 별개의 실시형태로서 자체적으로 존립한다.
또한, 본원에서 설명된 일부 실시형태가 일부 특징을 포함하나 다른 실시형태에 포함된 다른 특징은 포함하지 않지만, 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 상이한 실시형태들의 특징들의 조합이 본 발명의 범위 내에 포함되고, 상이한 실시형태를 형성한다. 예를 들어, 이하의 청구항에서, 청구된 실시형태들 중 임의의 실시형태들이 임의의 조합으로 이용될 수 있다.
본원에서 제공된 설명에서, 수 많은 구체적인 상세 내용이 기술된다. 그러나, 본 발명의 실시형태가 이러한 구체적인 상세 내용이 없이도 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 다른 경우에, 이러한 설명의 이해를 불명확하게 하지 않도록, 주지의 방법, 구조 및 기술을 구체적으로 설명하지 않았다.
제1 양태에서, 본 발명은 인간 또는 동물 신체 내의 하나 이상의 위치에서 온도를 측정하기 위한 장치에 관한 것이다. 예를 들어, 장치는 신체 내의 기관 또는 조직의 온도를 모니터링하도록 구성될 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 예시적인 장치(1)를 도시한다.
장치는 카테터일 수 있거나, 카테터를 포함할 수 있거나, 카테터로서 간주될 수 있다. 장치는, 인간 또는 동물 신체 내로의, 예를 들어 관심 기관 내로의 삽입을 위해서 구성된, 카테터 관(2), 특히 얇은 관, 예를 들어 길고 얇고 중공형인 관을 포함한다.
카테터 관(2), 예를 들어 세장형 카테터 본체는 일반적으로 중앙 채널을 포함한다(또는 더 정확하게, 중앙 채널이 주위 관에 의해서 형성된다). 카테터 관(2)은, 예를 들어 장치가 다수의 기능을 위해서 동시에(또는 수반되어) 사용될 수 있도록, 복수의 채널을 포함할 수 있고, 다른 기능은 다른 채널들의 적응에 의해서 제공된다. 예를 들어, 추가적인 채널이 신체에 대한 유체의 주입 또는 추출을 위해서, 광학적 현상에 의해서 매개되는(예를 들어, 변환되는) 신체 내의 측정을 위한 광 섬유를 안내하기 위해서, 또는 기타를 위해서 구성될 수 있다. 그러나, 바람직한 실시형태에서, 카테터 관(2)은 단일 채널을 포함하고, 예를 들어 횡단면적인 구분(compartmentalization)(예를 들어, 반경방향 격실들, 각도형 격실들)이 없는, 원통형 본체일 수 있다(다른 세장형 형상, 예를 들어 세장형 프리즘형 형상 또는 불-균일 횡단면 형상으로 제한되지 않고; 예를 들어, 가요성 카테터는 많은 비-표준 형상으로 변형될 수 있다). 카테터 관의 직경은 바람직하게 가능한 한 작게 달성될 수 있고, 그에 따라 장치 내에서 다수의 채널을 구현하는 것이 최적에 미치지 못할 수 있다. 그러나, 적용예에 따라, 부가적인 기능을 구현할 수 있는 가능성은, 예를 들어 특히 대안예가 추가적인 카테터를 신체 내로 삽입하고자 할 때, 증가된 직경의 단점을 상쇄할 수 있다.
관(2)은, 21 G 내지 26 G 범위, 바람직하게 22 G 내지 24 G 범위, 예를 들어 23 G의 버밍햄 와이어 게이지(Birmingham wire gauge)(스터브 강 와이어 게이지(Stubs steel wire gauge))에 상응하는 직경을 가질 수 있다("G"는 단순히 당업계에서 통상적인 바와 같이 "게이지"를 지칭하고, 통상적인 측정 단위를 지칭하지 않는다). 다시 말해서, 관은 463 ㎛ 내지 820 ㎛ 범위, 바람직하게 717 ㎛ 내지 566 ㎛ 범위, 예를 들어 0.63 내지 0.65 mm 범위(예를 들어, 641㎛, 예를 들어 641.4㎛)의 공칭 외경을 가질 수 있다.
관(2)은 폐쇄되고 신체 내로 삽입되도록 의도된 원위 단부, 및 장치의 정상 사용 시에 신체의 외측에서 유지되도록 의도된 (제1 단부와 상이한) 근위 단부를 가지며, 예를 들어 근위 단부에서 관은 연결부와 상호 작용할 수 있다. '원위' 및 '근위'라는 용어는 단지 이러한 단부들을 구별하기 위해서 사용되고, 달리 기술된 임의의 다른 특징을 암시하기 위한 것은 아니다.
관(2)은 의료 등급 재료, 예를 들어 의료 등급 중합체 재료로 이루어질 수 있거나 이들을 포함할 수 있다. 특히, 그러한 의료 등급 재료는 체액 그리고 바람직하게 또한 정상 사용 중에 노출될 수 있는 다른 유체에 대해서 불활성, 또는 실질적으로 불활성일 수 있고, 비반응적 또는 실질적으로 비반응적일 수 있다. 재료는 실리콘 고무 재료, 나일론 재료, 폴리우레탄 재료, 폴리염화비닐 재료, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 재료, 라텍스 재료, 및/또는 열가소성 엘라스토머 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 관은, 유리하게 불활성 및 비반응성인, 실리콘으로 이루어질 수 있거나 이를 포함할 수 있다.
실리콘 고무 재료는 폴리디메틸실록산(PDMS; 디메틸폴리실록산이라고도 함)이거나 이를 포함할 수 있다. 적절한 생물의학 등급 엘라스토머 재료가 Dow Corning SILASTIC Q7-4750이라는 명칭으로 상업적으로 입수될 수 있다. 다른 바람직한 재료는 폴리이미드 및/또는 폴리우레탄일 수 있다. 관은 생물 의학적 양립성을 개선(향상)하기 위해서 특별히 처리될 수 있고, 예를 들어 백금-경화될 수 있다.
관은 복수의 재료, 예를 들어 벌크 재료(예를 들어, 전술한 재료), 예를 들어 실리콘 및/또는 천연 라텍스, 및 적어도 관의 외부(외측; 방사상 외향) 표면에 도포된 코팅의 복합체(또는 조합)일 수 있다. 그러한 코팅은 예를 들어 폴리테트라플루오로에틸렌, 및/또는 하이드로겔 및/또는 실리콘 엘라스토머로 이루어지거나 이를 포함할 수 있다. 코팅은, 관이 신체에 보다 쉽고 보다 안전하게 삽입될 수 있도록, 습윤되었을 때 미끄러운 막 층을 생성하기 위해서 친수성 표면 코팅일 수 있거나 이를 포함할 수 있다.
일반적으로, 관 재료, 재료들 및/또는 코팅(들)은, 혈액 및/또는 간질액에 노출될 때 양호한 생체 적합성을 갖는 한, 넓은 범위의 재료, 예를 들어 중합체 재료를 포함할 수 있다.
관은, 예를 들어 연성 카테터를 위한 당업계에 알려진 바와 같은 가요성 관일 수 있다. 관이 가요적인 것으로 간주될 수 있는 경우에도, 관의 특정 견고성은, 예를 들어 의도된 적용예를 위한 특정 요건에 따라, 실시형태들 마다 다를 수 있다. 또한, 관이 바람직하게 작은 직경을 가지기 때문에, 예를 들어 신체에 대한 잠재적인 손상을 방지 또는 감소시키기 위해서, 그와 같은 관의 견고성이 최적에 미치지 못할 수 있고, 이하에서 더 설명되는 바와 같이, 관의 견고성은 와이어 및/또는 관을 충진하는 재료에 의해서 증가될 수 있다. 관(2)의 길이가 (쇄선에 의해서 표시된 바와 같이) 도 1에 도시된 것보다 상당히 더 길 수 있고, 관의 가요성이 도시된 바와 같이 굽힘부에서 과장되었을 수 있다는 것에 주목하여야 한다.
장치(1)는 적어도 하나의 저항 온도 센서(3) 즉, 예를 들어, 환경과 열적 평형인 것으로 가정되는 전도체의 온도가 전기 전도체의 저항을 측정함으로써 결정될 수 있도록 온도 의존성 저항을 가지는 (열 저항기(11)로서도 지칭되는) 전기 전도체(11)를 포함하는 온도 센서를 포함한다. 예를 들어, 저항 온도 센서(또는 예를 들어 저항 온도 센서의 적어도 하나, 예를 들어 그 각각)는 서미스터 또는 저항 온도 검출기(RTD)일 수 있다(또는 포함할 수 있다). 이러한 (또는 각각의) 저항 온도 센서(3)는 제1 단자(12) 및 제2 단자(13)(즉, 전기 연결 지점)를 포함하고, 이들 사이에서 온도 의존성 저항이 측정될 수 있다. 예를 들어, 단자(12, 13)는 본드 패드(bond pad)일 수 있고, 그 위에 와이어가 납땜될 수 있다.
특히, 저항 온도 센서는 열 저항기(11)일 수 있다(또는 포함할 수 있다). 열 저항기(11)는 백금 저항기일 수 있고, 예를 들어 백금 또는 백금 합금으로 이루어질 수 있다. 백금 재료는 실질적으로 순수할 수 있거나, 특성을 튜닝하기 위해서 도핑될 수 있다. 백금의 장점은, 백금이, 체온 부근에서 양호한 선형 거동을 가지는, 충분히 강하고 안정적인(예를 들어, 반복 가능한) 저항-온도 관계를 갖는다는 것이다. 또한, 백금은 인간 신체 내에서 불활성이고, 예를 들어 생체 적합하고 저알러지성을 갖는다.
열 저항기는 (예를 들어, 특정 기준 온도에서 그리고 제조 오류의 일반적인 마진을 무시하면) 약 1000 Ω(예를 들어, 1 kΩ)의 저항을 가질 수 있다. 예를 들어, 저항 온도 센서(3)는 PT1000 센서일 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시형태에 따른 열 저항기는 또한 (관심 범위 내의 온도, 예를 들어 기준 체온에서) 다른 값, 예를 들어 약 100 Ω(예를 들어, 0.1 kΩ), 또는 예를 들어 10 Ω 내지 10,000 Ω 범위, 바람직하게 50 Ω 내지 5 kΩ 범위의 임의의 값을 가질 수 있다.
열 저항기(11)는 기재 상의 전도성의, 예를 들어 금속의 트레이스를 포함할 수 있다. 특히, 바람직한 실시형태에서, 기재는 박막 기재일 수 있다. 예를 들어, 박막 기재는 25 ㎛ 내지 250 ㎛ 범위, 바람직하게 75 ㎛ 내지 125 ㎛ 범위, 예를 들어 약 100 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
예를 들어, 열 저항기는 박막 리소그래피를 이용하여 제조될 수 있다. 따라서, 열 저항기는, 전도성 재료, 예를 들어 금속(예를 들어, 백금)을 얇은 반도체 기재, 예를 들어 얇은 규소 웨이퍼 상에 침착시키는 것, 그리고 고해상도 포토리소그래픽 기술을 이용하여 이를 트레이스로 패터닝하는 것에 의해서 형성될 수 있다. 예를 들어, 저항 요소가 내부에 형성되는/저항 요소 형성의 기초가 되는 전도성 재료 층은 단지 1 nm 내지 100 nm, 예를 들어 심지어 1 nm 내지 10 nm 범위의 두께를 가질 수 있다. 열 저항기는, 예를 들어 열 저항기 요소의 형상을 정확하게 형성하기 위해서 딥 반응 이온 에칭(deep reactive ion etching)을 이용하여 제조될 수 있다. 열 저항기는, 예를 들어 관(2) 내로 피팅(fit)되는 치수(즉, 저항 요소가 위에 제공되는 기재의 두께, 폭 및 길이를 참조하는 치수)를 가질 수 있고, 예를 들어 박막 기재의 두께에 의해서 실질적으로 결정되는 두께, 예를 들어 100 ㎛, 및 100 ㎛ 내지 700 ㎛ 범위, 예를 들어 100 ㎛ 내지 350 ㎛ 범위, 예를 들어 150 ㎛ 내지 250 ㎛ 범위, 예를 들어 190 ㎛의 폭을 가질 수 있다. 열 저항기(11)의 길이는, 희망 저항을 달성하는데 필요한 전도성 트레이스의 길이에 의해서 실질적으로 결정될 수 있다. 신체 내의 특정 위치에서 온도를 측정하기 위해서, 즉 온도 측정의 높은 공간 해상도를 달성하기 위해서, 충분한 저항 및 온도 의존성을 여전히 제공하는 한, 열 저항기(11)의 길이는 바람직하게 가능한 한 짧다. 예를 들어, (기재의) 길이는 1 mm 내지 10 mm 범위, 예를 들어 2 mm 내지 5 mm 범위, 예를 들어 3 mm일 수 있다.
열 저항기(11)는 구불구불한 패턴, 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같은 정사각형 지그-재그 패턴으로 배열된 세장형(가는; 길이가 긴) 전도체일 수 있다. '구불구불'은, 예를 들어 열 저항기의 길이가 열 저항기의 볼록 엔벨로프(convex envelope)의 면적에 비해서 길도록, 권취 경로 및/또는 복잡한 경로를 따르는 것을 지칭한다.
예를 들어, 열 저항기(11)는 적절한 두께 및 약 10 ㎛의 폭의 얇고 구불구불한 백금 트랙을 포함할 수 있다. 그러한 얇고 구불구불한 백금 트랙은, 예를 들어 [Ceyssens et al. in "Extracellular matrix proteins as temporary coating for thin-film neural implants," Journal of neural engineering 14.1 (2017): 014001]에 의해서 설명된 바와 같이, 리프트-오프 프로세스(lift-off process) 및 물리 증착을 이용하여 제조될 수 있다. 또한, 이러한 종래 기술 문헌에서 폴리이미드가 기재로서 사용되는 경우에, 동일한(동일하지 않더라도 유사한) 접근 방식이 얇은 규소 기재에 적용될 수 있다. 예를 들어, 얇은 규소 기재는 폴리이미드보다 덜 가요적일 수 있고, 이는 상이한 기계적 하중 조건 하에서 열 저항기의 안정성을 유리하게 개선할 수 있다.
열 저항기는, 부동태화 및/또는 전기 절연을 위해서, 예를 들어 인간 또는 동물 신체로 전류가 흐르는 것을 방지하기 위해서, 저항기 및/또는 기재 상에 침착된 부가적인 생체적합성 절연 층, 예를 들어 산화물, 아질산염 및/또는 중합체(예를 들어, 파릴렌-C와 같은 폴리(p-크실릴렌) 중합체)를 포함할 수 있다. 또한, 그러한 층(들)은, 패키지를 통해서 전기 활성 장치 내로 확산되는 수증기 및/또는 체액의 양을 줄일 수 있다. 층(들)은 또한 저항기 상으로의 땜납의 리플로우(reflow)를 방지하기 위한 땜납 마스크로서 작용할 수 있다. 그러한 층(들)은 물리 증착, 예를 들어 RF-플라즈마 구동 스퍼터링, 원자 층 침착, 화학 증착, 또는 당업계에 알려진 다른 적합한 기술에 의해서 침착될 수 있다.
장치는 (장치의 정상 사용 시에 신체의 외측에서 유지되도록 의도된) 관의 근위 단부로부터 관(2)을 통해서 적어도 하나의 저항 온도 센서(3)까지 연장되고 적어도 하나의 저항 온도 센서(3)에 연결되는 복수의 전기 와이어(4)(복수의 리드와이어)를 포함한다. 전기 와이어(4)(예를 들어, 그 각각)는 적합한 전도성 금속, 예를 들어 고전도도 금속으로 이루어질 수 있다(포함할 수 있다). 와이어는 절연된 전기 와이어일 수 있고, 예를 들어 전기 절연 외피 재료 내의 전도성 코어 재료를 포함할 수 있다. 와이어 외부로의 전도성 코어 재료의 확산을 방지하도록, 전기 절연 외피(또는 부가적인 외피 재료)가 또한 구성될 수 있다. 전기 절연 외피는 폴리이미드를 포함할 수 있다(또는 이루어질 수 있다). 와이어는, 절연(유전체) 및/또는 생체적합성-향상 층을 형성하기 위해서, 예를 들어 폴리(p-크시릴렌) 중합체, 예를 들어 파릴렌-C와 같은 수분 및/또는 확산 장벽을 형성하기 위한 추가적인 재료로 코팅될 수 있다.
도 5를 참조하면, 전기 와이어는 온도 센서(들)(3)의 기재의 후방 측면 상에 즉, 열 저항기가 위치되는 기재의 측면에 대향되는 측면 상에 배열될 수 있다. 다시 말해서, 열 저항기(11)는, 예를 들어 (예를 들어, 관과 관 내의 선택적인 충진재 재료를 통한 열 전도를 통한) 주위 조직과의 열 교환을 방해하지 않기 위해서, 및/또는 저항기와의 유도 간섭을 방지하기 위해서, 및/또는 (예를 들어, 얇은 금속 층으로 형성된) 열 저항기를 기계적 손상으로부터 보호하기 위해서, 와이어에 의해서 덮이지 않고 유지될 수 있다. '후방 측면 상에 배열된'이 '실질적으로 후방 측면 상에 배열된'으로 해석되어야 하고, 마찬가지로 '덮이지 않은'은 '실질적으로 덮이지 않은'으로 해석되어야 하고, 즉 와이어가 단자(12, 13)에 연결되는 전방 측면 상의 작은 면적을 허용할 수 있는 것으로 해석하여야 한다는 것이 명확할 것이다.
예를 들어, 와이어는 구리, 금, 백금, 알루미늄 및/또는 다른 적합한 금속을 포함할 수 있다. 금 및/또는 백금(또는 그 합금) 와이어의 장점은, 양호한 생체 적합성 및 의료 등급 안전성이 달성될 수 있다는 것이다. 구리(또는 그 합금) 와이어의 장점은, 양호한 전도도가 저비용으로 달성될 수 있다는 것이다. 관 재료, 와이어의 코팅 또는 외피, 및/또는 접촉 지점(즉, 하나 이상의 와이어와 저항 온도 센서(3)의 단자 사이의 연결이 이루어지는 곳)을 덮는 층은, 장치가 신체 내로 삽입될 때 인간 또는 동물 신체로의 와이어 재료(예를 들어, 구리)의 확산을 방지하도록, 즉 생체 적합성 및 안전성을 보장하도록 구성될 수 있다.
복수의 전기 와이어의 와이어는 10 ㎛ 내지 100 ㎛ 범위, 예를 들어 30 ㎛ 내지 80 ㎛ 범위, 바람직하게 40 ㎛ 내지 60 ㎛ 범위, 예를 들어 49 ㎛, 50 ㎛ 또는 51 ㎛의 직경을 가질 수 있다. 예를 들어, (예를 들어, 각각의) 전기 와이어는, 예를 들어 두께가 2 ㎛인 외피 층, 예를 들어 폴리이미드 층에 의해서 절연된, 직경이 45 ㎛인 구리 코어를 포함할 수 있다.
복수의 전기 와이어의 와이어들은 바람직하게 서로의 주위에서 꼬이고, 예를 들어 느슨하게 권취되고, 예를 들어 공통 축 주위에서 나선으로 구성되고, 그에 따라, 예를 들어 와이어들 사이의 면적을 사실상 0으로 만드는 것에 의해서, 유도적으로 유도된 전자기 노이즈의 영향을 감소시킨다. 또한, 와이어들을 꼬는 것은 또한, 관이 휘어질 때, 와이어 상의 스트레인을 유리하게 방지할 수 있다.
적어도 하나의 저항 온도 센서(3)의, 또는 그 각각의 2개의 단자의 각각은 예를 들어 납땜된 연결부에 의해서 적어도 하나의 와이어에 직접 연결된다. 바람직하게, 당업계에 알려진 바와 같은 3개-와이어 판독 구성을 이용하여 (각각의) 저항 온도 센서가 판독될 수 있도록, 적어도 하나의 저항 온도 센서(3)의, 또는 그 각각의 2개의 단자의 적어도 하나가 적어도 2개의 와이어에 직접 연결될 수 있고, 예를 들어 납땜될 수 있다. 보다 더 바람직하게, 당업계에 알려진 바와 같은 4개-와이어 판독 구성을 이용하여 (각각의) 저항 온도 센서가 판독될 수 있도록, 적어도 하나의 저항 온도 센서(3)의, 또는 그 각각의 2개의 단자의 각각이, 예를 들어 납땜된 와이어에 의해서, 적어도 2개의 와이어에 직접 연결될 수 있다. 그러한 4개-와이어 판독 기술에서, 저항 온도 센서의 제1 및 제2 단자에 각각 연결된 제1 와이어들의 쌍은 저항기를 통해서 전류를 전도하고, 저항기에 걸친 상응 전압차가 2개의 단자에 각각 연결된 제2 와이어들의 쌍 사이에서 측정된다. 이는 유리하게 저항, 그리고 그에 따라 와이어의 저항의 변화와 독립적인, 온도를 높은 정확도로 측정할 수 있게 한다.
RTD의 3개-와이어 판독 구성에서, 당업계에 일반적으로 알려진 바와 같이, 2개의 와이어가 저항 온도 센서의 하나의 단자에 연결되고, 제3 와이어가 저항 온도 센서의 다른 단자에 연결된다. 그러한 구성에서, 3개-와이어의 저항들이 서로 실질적으로 동일하다는 것(예를 들어, 동일 길이 및 동일 특성, 예를 들어 직경, 전도도, 재료 등을 갖는다는 것)을 알 수 있다. 따라서, 센서, 제3 와이어 및 제1 와이어의 총 저항이 측정될 수 있거나, 부가적으로 또는 대안적으로, 센서, 제3 와이어 및 제2 와이어의 총 저항이 측정될 수 있다. 또한, (각각의) 리드 와이어의 (동일한) 저항을 알기 위해서, 제1 와이어 및 제2 와이어의 총 저항이 또한 측정될 수 있다. 그에 따라, 센서의 저항이 결정될 수 있다. 이러한 접근 방식은 리드 와이어의 저항을 보상할 수 있게 하지만, 3개의 와이어의 저항이 동일한 것으로 가정될 수 있는 경우에만 그러하다.
RTD의 4개-와이어 판독 구성에서, 당업계에 일반적으로 알려진 바와 같이, 2개의 와이어가 저항 온도 센서의 하나의 단자에 연결되고, 2개의 와이어가 저항 온도 센서의 다른 단자에 연결된다. (제1 및 제2 단자에 각각 연결된) 하나의 와이어들의 쌍을 이용하여, 측정을 위해서 사용되는 전류(예를 들어, 일정하고 알려진 전류)를 전달할 수 있고, 다른 와이어들의 쌍을 이용하여 저항 센서에 걸친 상응 전압 강하를 측정할 수 있다.
도 3을 참조하면, 복수의 전기 와이어(4)는, 장치의 동작 시에 전류(I)가 복수의 저항 온도 센서(3)를 통해서 흐르도록, 복수의 저항 온도 센서(3)를 직렬로 연결하기 위한 제1의 복수의 와이어(41, 43)를 포함할 수 있다. 따라서, 제1의 복수의 와이어(41, 43)는 관의 근위 단부로부터(예를 들어, 연결부로부터) 직렬 내의 제1 저항 온도 센서의 제1 단자까지 연장되는 제1 와이어, 관의 근위 단부로부터(예를 들어, 연결부로부터) 직렬 내의 마지막 저항 온도 센서의 제2 단자까지 연장되는 제2 와이어, 및 직렬 내의 이전의 저항 온도 센서의 제2 단자를 직렬 내의 다음 저항 온도 센서의 제1 단자에 각각 연결하는 복수의 와이어 세그먼트(43)를 포함한다.
또한, 복수의 전기 와이어(4)는, 각각의 센서(3)의 단자들의 쌍 사이의 전압차를 측정하기 위한 (제1의 복수의 와이어와 상이한) 제2의 복수의 와이어(42)를 포함할 수 있다. 그러나, 관을 통해서 연장되는(특히 관의 임의의 횡단면을 통해서 동시에 연장되는) 와이어의 수를 줄이기 위해서, 직렬로 연결된 센서의 제2 단자와 다음 센서의 제1 단자 사이의 전압차가 무시될 수 있다. 센서들의 쌍들을 직렬로 연결하기 위한, 앞서 언급된, 와이어 세그먼트가 비교적 짧기 때문에, 이러한 와이어 세그먼트의 저항은 유리하게 무시될 수 있다. 따라서, 제2의 복수의 와이어(42)는 관의 근위 단부로부터(예를 들어, 연결부로부터) 직렬 내의 제1 저항 온도 센서의 제1 단자까지 연장되는 제1 와이어, 관의 근위 단부로부터(예를 들어, 연결부로부터) 직렬 내의 마지막 저항 온도 센서의 제2 단자까지 연장되는 제2 와이어, 및 관의 근위 단부로부터(예를 들어, 연결부로부터) 와이어 세그먼트(43)의 각각(또는 와이어 세그먼트가 연결되는 단자 중 하나)까지 개별적으로 연장되는 복수의 와이어를 포함할 수 있다(예를 들어, 이들로 이루어질 수 있다). 인접 센서들 사이의 거리가 직렬 내의 관의 근위 단부로부터 제1 센서까지의 더 긴 리드에 비해서 무시될 수 있기 때문에, 이러한 접근 방식은, 관의 더 긴 리드-인 섹션을 통해서 연장되는 와이어의 총 수를 감소시키기 위해서, 더 짧은 와이어 세그먼트의 잠재적인 영향을 무시하면서, (온도와 같은 주변 인자에 따라 달라질 수도 있는) 더 긴 리드와이어 섹션의 저항을 보상하는 유리한 방식을 제공할 수 있다. 다시 말해서, 3.n개 또는 4.n개의 와이어를 필요로 하지 않으면서, 양호한 정확도가 관 내의 n개의 센서에 대해서 달성될 수 있다. 예를 들어, 이러한 접근 방식에서, n+3개의 와이어로 정확하고 견고한 측정을 충분히 획득할 수 있다.
또한, 장치는, 예를 들어 작은 굽힘 견고성을 실질적으로 보존하면서, 장치의(관의) 축방향 견고성을 증가시키기 위해서, 관(2) 내의(예를 들어, 관 내의 그리고 관의 길이의 상당한 부분, 예를 들어 전체에 걸쳐 연장되는) 구조 와이어(5)를 포함할 수 있다. 구조 와이어(5)는, 관이, 여전히 휘어질 수 있게 하면서, 어느 정도의 소정 강성도를 관에 제공할 수 있다(즉, "구조" 와이어는 장치에 소정의 축방향 견고성을 제공하는 와이어를 지칭할 수 있다). 구조 와이어는 금속 또는 금속 합금, 예를 들어 텅스텐 또는 텅스텐 합금으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 관(2)은 463 ㎛ 내지 820 ㎛ 범위, 예를 들어 641 ㎛의 외경, 및 260 ㎛ 내지 514 ㎛ 범위, 예를 들어 약 310 ㎛, 약 320 ㎛ 또는 약 337 ㎛의 내경을 가질 수 있다. 벽은 102 ㎛ 내지 283 ㎛ 범위, 예를 들어 152 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 의료-등급 규소로 제조된(또는 포함하는) 관에서, 관은 무시할 수 있는 견고성을 가질 수 있다. 또한, 구조 와이어(5)는 일부 강성도를 제공하는 데 보조할 수 있다. 예를 들어, 구조 와이어(5)는 40 ㎛ 내지 150 ㎛ 범위, 예를 들어 60 ㎛ 내지 100 ㎛ 범위, 예를 들어 70 ㎛ 내지 90 ㎛ 범위, 예를 들어 80 ㎛의 두께(직경)를 가질 수 있다. 예를 들어, 관(2)은 의료 등급 실리콘 재료(예를 들어, PDMS)를 포함할 수 있고, 약 640 ㎛의 외경 및 약 310 ㎛의 내경을 가질 수 있는 한편, 구조 와이어(5)는 약 80 ㎛의 직경을 가지는 텅스텐 와이어일 수 있다. 이러한 조합이, 작은 외경을 가지면서도 그리고 센서(들) 및 와이어를 수용하기 위한 충분한 내부 공간을 제공하면서도, 양호한 강성도, 즉 가요성과 강성도의 양호한 균형을 제공한다는 것을 발견하였다.
전기 와이어(4)가 꼬일 수 있고(예를 들어, 느슨하게 동축적으로 권취될 수 있고) 구조 와이어와 나란히 제공될 수 있거나, 전기 와이어(4)가 구조 와이어 주위에서 꼬일 수 있고, 예를 들어 전기 와이어가 축으로서의 구조 와이어 주위에서 나선을 형성한다.
예를 들어, 이온화 방사선, 예를 들어 X-레이가 차단되거나 적어도 강하게 감쇠되도록, 구조 와이어(5)는 바람직하게 방사선 불투과성(방사선 밀도가 높은(radiodense)) 재료로 이루어질 수 있다. 텅스텐(또는 그 합금)은, 장치에 약간의 강성을 제공하는 우수한 탄성 특성(영률(Young's modulus), 전단 계수, 벌크 계수), X-레이 형광투시법(예를 들어, 방사선 촬영으로 얻어 지는 실시간 동영상)을 이용하여 신체 내의 관 및 그와 연관된 센서(들)의 위치를 정확하게 결정할 수 있게 하는 양호한 방사선 불투과성, 및 양호한 생체 적합성을 갖는다는 장점을 가진다.
장치(2)는, 관(2)을 충진하는(전술한 바와 같이 다른 특징부가 점유하지 않은 관 내의 공극을 충진하는) 적어도 하나의 충진재 재료(6)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 충진재 재료는 실리콘 고무 재료, 나일론 재료, 폴리우레탄 재료, 폴리염화비닐 재료, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 재료, 라텍스 재료, 및/또는 열가소성 엘라스토머 재료일 수 있는 변형 가능 충진재 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 변형 가능 충진재 재료는, 유리하게 불활성 및 비반응성인, 실리콘으로 이루어질 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 충진재 재료는 PDMS 및/또는 폴리이미드 및/또는 폴리우레탄일 수 있거나 포함할 수 있다. 충진재 재료는 관(2)을 구성하는 재료와 유사하거나 동일한 재료로 이루어질 수 있거나 이들을 포함할 수 있다(그러나, 실시형태는 그러한 것으로 제한되지 않는다). 예를 들어, 충진재 재료는 광학적으로 투명한 낮은 농도의 실리콘 엘라스토머, 예를 들어 NuSil Technology LLC(USA)로부터 상업적으로 입수 가능한 MED 6015 제품을 포함할 수 있다.
충진재는 유리하게 관 내의 하나 이상의 온도 센서들 사이의 거리가 고정적으로 유지되도록 보장할 수 있고, 장치가 신체 내로 삽입될 때, 온도 센서(들)와 주위 조직 사이의 양호한 열 전도도를 제공할 수 있다. 또한, 충진재는 관이 신체 내로 더 용이하게 삽입될 수 있도록 관의 가요성을 감소시킬 수 있고, 장치 내의 구성요소의 전기적 절연을 개선할 수 있고/있거나 장치의 생체 안전성을 개선할 수 있다.
예를 들어 상이한 굽힘 견고성을 상이한 섹션들에 제공하기 위해서, 관의 (길이방향을 따른) 상이한 섹션들이 상이한 충진재 재료들로 충진될 수 있다.
도 4를 참조하면, 장치(1)는 추가적인 관(20)을 포함할 수 있고, 여기에서 관(2)은 관(20) 내에 삽입되고/되거나 관(2)이 관(20)을 통과하여 삽입될 수 있다. 따라서, 이러한 추가적인 관(20)은 더 큰 직경을 가질 수 있고 관(2)보다 더 강성적일 수 있고, 그에 따라 예를 들어 관을 바늘 천공부를 통해서 안내하는 것을 보조할 수 있다.
장치는, 센서(들)를 판독하기 위해서 복수의 전기 와이어(4)를 외부 판독 장치(30)에 전기적으로 연결하기 위한, 관의 근위 단부에 위치되는, 연결부(21), 예를 들어 케이블 장착 플러그 연결부를 포함할 수 있다. 연결부는 밀기-당기기 유형의 연결부, 즉 밀기-당기기 케이블 장착 플러그일 수 있다. 연결부는, 전기 와이어가 연결되는(납땜되는) 납땜 핀을 포함할 수 있다. 연결부는 플라스틱 재료(들)로 이루어질 수 있다(또는 포함할 수 있다). 바람직하게, 연결부는, 예를 들어 (예를 들어, IEC 60601-1에 따른) 오토클레이브 멸균 처리를 견디는 데 적합하도록, 고온에 대해서 내성적이다. 바람직하게, 연결부는, 예를 들어 (예를 들어, IP68에 따라) 교합 및 미교합 조건 모두에서 유체 진입을 방지할 수 있도록, 방수적이다. 바람직하게, 연결부는 큰 절연 저항, 예를 들어 적어도 10 MΩ, 예를 들어 적어도 100 MΩ을 갖는다. 예를 들어, 연결부는 Souriau SAS(FR)로부터 상업적으로 입수할 수 있는 JMX 시리즈 연결부, 예를 들어 6-핀 JMXFH1G06MSUDSU 연결부와 같은 원형 연결부를 포함할 수 있다. 연결부는 밀봉 케이블 글랜드 백쉘(sealing cable gland backshell)을 갖는 밀기-당기기 플라스틱 플러그를 포함할 수 있다.
장치(1), 예를 들어 연결부는 또한, 데이터를 저장하기 위한 그리고 연결될 때 이러한 데이터를 연결부를 통해서 판독 장치(30)에 제공하기 위한, 집적 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 집적 회로는 고유 식별 번호 또는 태그와 같은 식별 정보, 및/또는 예를 들어, 센서에 대한 또는 센서들의 각각에 대한 보정 정보, 및/또는 예를 들어 멸균 처리 시간 및/또는 멸균 처리 프로세스에서 사용되는 매개변수, 예를 들어 운영자의 신원 또는 멸균 처리를 위해서 사용되는 장치, 멸균 처리 프로토콜 식별자, 멸균 처리 온도, 멸균 처리 지속시간 및 기타를 저장하기 위한 멸균 처리 정보를 저장하도록 구성될 수 있다. 집적 회로는 또한 보정 유닛으로부터 수신될 때 이러한 정보를 기록 가능 메모리에 저장하도록 구성될 수 있다. 집적 회로(기록 가능 메모리)는 예를 들어 저장 정보의 무결성을 보호하기 위해서 프로그래밍 가능 리드-온리 메모리(즉, 1차례만 기록 가능한 메모리)일 수 있으나, 다른 실시형태에서, 다른 유형의 메모리, 예를 들어 플래시 메모리가 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 집적 회로는, 예를 들어 절차 중의 온도 측정의 기록 및/또는 다른 정보, 예를 들어 제조 데이터, 패키징 데이터, 멸균 처리 데이터, 및 기타를 보존하기 위해서 온도 판독 값을 로깅하도록 구성될 수 있다.
연결부는 판독 회로(30), 예를 들어 차동 판독 배열로 제2의 복수의 와이어(42)에 연결된 복수의 동작 증폭기(31)를 포함할 수 있고, 프로세스된 판독 데이터를 외부 장치에 제공할 수 있다. 그러나, 그러한 판독 회로(30)는 또한 연결부 대신 외부 판독 장치에 통합될 수 있거나, 판독 회로의 기능이 장치(1)에 통합된 구성요소 및 외부 장치에 통합된 구성요소로 분할될 수 있다.
장치(1)는, (예를 들어, 강성의) 연결부와 가요성 관(2) 및/또는 추가적인 관(20) 사이의 응력 및/또는 장력을 완화하기 위해서, 오버-몰딩된 스트레인 릴리프(22)를 포함할 수 있다.
장치(1)는 또한, (예를 들어, 장치의 근위 단부를 통해서 제공된) 광 신호를, 예를 들어 원위 단부에 위치되는(이러한 것으로 제한되지 않는다) 관의 투명 섹션을 통해서, 기관 또는 조직에 전달하기 위해서, 그리고 기관 또는 조직으로부터 오는 복귀 광 신호를 수집하기 위해서, 광 섬유(들)를 포함할 수 있다. 복귀 광 신호는 기관 또는 조직에 의해서 전송 및/또는 반사될 수 있고, 예를 들어 기관 조직과의 상호작용에 의해서 굴절, 회절, 감쇠, 산란 및/또는 달리 변화될 수 있다. 따라서, 온도에 더하여, 기관 또는 조직의 하나 이상의 다른 생리적 매개변수가 광 섬유(들)를 통해서 모니터링될 수 있다. 예를 들어, 기관 또는 조직의 스펙트럼 특성이 모니터링될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 다른 생리적 매개변수가 산소화, 예를 들어 산소화 및/또는 탈산소화된 헤모글로빈의 레벨을 포함할 수 있다. 장치는 당업계에 알려진 바와 같이 하나 이상의 다른 광학 구성요소, 예를 들어 그레이팅, 커플러, 마이크로렌즈, 반사부, 빔 분할기, 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시형태는 전술한 바와 같은 장치(1), 및 관(2)을 피부 천공부를 통해서 신체 내로 삽입하기 위한 피부 및/또는 안내 외피를 통한 천공을 위한 바늘을 포함하는 키트에 관한 것일 수 있다.
본 발명의 실시형태는 전술한 바와 같은 장치(1) 및 복수의 전기 와이어(4)에 의해서 측정된 전류 및/또는 전압을 기초로 하는 온도 값을 제공하기 위한 판독 장치(30)를 포함하는 시스템(예를 들어, 키트)에 관한 것일 수 있다. 판독 장치는 장치 내의 집적 회로로부터 보정 데이터를 수신하도록 그리고 온도 값을 결정할 때 이러한 보정 데이터를 고려하도록 구성될 수 있다. 판독 장치는, 예를 들어 신체 내의 온도 변화를 시간에 걸쳐 모니터링하기 위해서, 온도 값을 주기적으로 결정하도록 구성될 수 있다. 판독 장치(30)는, 장치의 동작 시에, 예를 들어 연결부(21)를 통해서, 차동 판독 배열로 제2의 복수의 와이어(42)에 연결되는 복수의 동작 증폭기(31)를 포함할 수 있고, 프로세스된 판독 데이터를 예를 들어 디지털 신호로서 또는 디스플레이를 통해서 제공할 수 있다. 판독 장치(30)는 또한 전류 공급원(32), 예를 들어 실질적으로 일정한 전류가 제1의 복수의 와이어(41)를 통해서 흐르는 것을 유지하도록 구성된 조절되는 전류 공급원을 포함할 수 있다. 당업계에 알려진 바와 같이, 그러한 판독 장치의 다른 특징부, 예를 들어 판독 브리지 기구, 아날로그-디지털 변환기, 디지털 통신 수단, 전원, 및/또는 사용자 인터페이스가, 당업자에게 명백할 수 있는 바에 따라, 포함될 수 있다.
시스템은, 일반적으로, 인간 또는 동물 신체 내의 기관, 예를 들어 간의 기능을 모니터링하기 위한 시스템일 수 있고, 여기에서 장치(1)는 기관 내로의 삽입을 위해서 그리고, 기관 내의 하나 이상의 온도를 포함하여, 기관의 하나 이상의 생리적 매개변수와 관련된 데이터를 수집하도록 구성된다. 다른 생리적 매개변수가 또한 예를 들어 광 섬유(들)를 통해서 모니터링될 수 있다. 예를 들어, 판독 장치는 섬유-광학기기, 광원(예를 들어, 하나 이상의 레이저 다이오드) 및/또는 광검출기를 포함할 수 있다.
추가적인 양태에서, 본 발명은 본 발명의 제1 양태의 실시형태에 따른 장치를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다: 방법은 하나 이상의 저항 온도 센서(3)를 제조 또는 획득하는 단계를 포함하고, 여기에서 각각의 저항 온도 센서는 박막 기재 상에서 세장형 전도성 금속 트레이스를 포함한다. 금속 트레이스는 2개의 전기 연결 단자들 사이에서 구불구불한 패턴으로 배열된다. 방법은, 예를 들어 전기 연결 단자를 통해서, 복수의 전기 와이어(4)를 하나 이상의 저항 온도 센서(3)에 연결하는 단계를 포함한다. 방법은, 적어도 일부 전기 와이어가 관의 근위 단부에서 접근 가능하게 유지되도록, 하나 이상의 저항 온도 센서 및 복수의 전기 와이어를 카테터 관(2) 내에 삽입하는 단계를 포함한다. 방법은, 예를 들어 센서(들)를 판독하기 위한, 외부 장치가 연결부(21)를 통해서 하나 이상의 저항 온도 센서에 동작 가능하게 연결될 수 있도록, 연결부(21)를 관의 근위 단부에 기계적으로 연결하고 연결부를 복수의 전기 와이어에 전기적으로 연결하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 관의 가요성을 감소시키기 위해서 구조 와이어를 관 내로 삽입하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 또한 복수의 전기 와이어를, 가능하게는 구조 와이어(이러한 것으로 제한되지 않는다) 주위에서, 나선 구성으로 꼬는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 또한, 구성요소를 관 내에 삽입한 후에, 충진재 재료로 관을 충진하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따른 방법의 다른 특징, 또는 전술한 특징의 세부 사항은, 본 발명의 실시형태에 따른 장치에 관한 앞서 제공된 설명에 비추어 볼 때 명확할 것이고, 또는 그 반대도 마찬가지 일 것이다.
Claims (15)
- 인간 또는 동물 신체 내의 기관 또는 조직 내의 하나 이상의 위치에서 온도를 측정하기 위한 장치(1)이며:
- 원위 단부 및 근위 단부를 가지는 카테터 관(2)으로서, 상기 장치의 사용 시에, 상기 원위 단부는 기관 또는 조직 내로 또는 상으로 상기 신체 내로 삽입되도록 구성되는 반면, 상기 근위 단부는 상기 신체의 외측에서 유지되도록 구성되는, 카테터 관(2),
- 상기 관 내의 적어도 하나의 저항 온도 센서(3),
- 상기 적어도 하나의 저항 온도 센서(3)에 연결되는 상기 관 내의 복수의 전기 와이어(4), 및
- 상기 복수의 전기 와이어(4)의 적어도 일부를 외부 장치에 전기적으로 연결하기 위한, 상기 관(2)의 근위 단부에 위치되는, 연결부(21)를 포함하고,
상기 저항 온도 센서(3)는 열 저항기(11), 그리고 상기 열 저항기의 온도 의존성 저항이 사이에서 측정될 수 있는 제1 단자(12) 및 제2 단자(13)를 포함하고, 상기 저항 온도 센서(3)의 2개의 단자(12, 13)의 각각은 상기 복수의 전기 와이어(4)의 적어도 하나에 직접 연결되고, 상기 장치는 상기 관 내의 n개의 센서(3)를 위해서 n+3개의 와이어(4)를 더 포함하는, 장치. - 제1항에 있어서,
상기 전기 와이어(4)는 서로의 주위에서 나선형으로 꼬이는, 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 열 저항기(11)는 백금 저항기, PT100 저항기 또는 PT1000 저항기인, 장치. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 저항 온도 센서(3)는 박막 기재를 포함하고, 상기 열 저항기(11)는 상기 기재 상에 구불구불한 패턴으로 배열된 세장형 전도성 금속 트레이스인, 장치. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 저항 온도 센서(3)는 50 ㎛ 내지 150 ㎛ 범위의 두께, 100 ㎛ 내지 700 ㎛ 범위의 폭, 및 1 mm 내지 10 mm 범위의 길이를 가지고, 상기 전기 와이어(4)는 10 ㎛ 내지 100 ㎛ 범위 또는 30 ㎛ 내지 80 ㎛ 범위의 직경을 가지며, 상기 카테터 관(2)은 463 ㎛ 내지 820 ㎛ 범위의 외경 및 260 ㎛ 내지 514 ㎛ 범위의 내경을 가지는, 장치. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 저항 온도 센서(3)는 복수의 저항 온도 센서인, 장치. - 제6항에 있어서,
제1의 복수의 전기 와이어(41, 43)가 상기 복수의 저항 온도 센서(3)를 직렬로 연결하고, 그에 따라 상기 장치의 동작 시에 전류가 상기 복수의 저항 온도 센서를 통해서 흐르게 하며, 상기 제1의 복수의 전기 와이어는:
- 상기 관의 근위 단부로부터 상기 직렬 내의 제1 저항 온도 센서의 제1 단자까지 연장되는 제1 와이어,
- 상기 관의 근위 단부로부터 상기 직렬 내의 마지막 저항 온도 센서의 제2 단자까지 연장되는 제2 와이어, 및
- 상기 직렬 내의 이전의 저항 온도 센서의 제2 단자를 상기 직렬 내의 다음 저항 온도 센서의 제1 단자에 각각 연결하는, 복수의 와이어 세그먼트(43)를 포함하거나 이들로 구성되는, 장치. - 제7항에 있어서,
각각의 저항 온도 센서(3)의 상기 2개의 단자(12, 13) 중 적어도 하나가, 상기 관(2)의 근위 단부로부터 연장되는 상기 복수의 전기 와이어 중 적어도 2개의 전기 와이어에 직접적으로 연결되고, 그에 따라 상기 저항 온도 센서가 3개-와이어 또는 4개-와이어 판독 구성을 이용하여 판독될 수 있게 하는, 장치. - 제7항에 있어서,
제2의 복수의 전기 와이어(42)가, 전압차를 측정하기 위해서, 상기 관(2)의 근위 단부로부터 연장되고 상기 복수의 저항 온도 센서(3)에 연결되며, 상기 제2의 복수의 전기 와이어는:
- 상기 직렬 내의 제1 저항 온도 센서의 제1 단자에 연결되도록 상기 관의 근위 단부로부터 연장되는 제1 와이어,
- 상기 직렬 내의 마지막 저항 온도 센서의 제2 단자에 연결되도록 상기 관의 근위 단부로부터 연장되는 제2 와이어, 및
- 개별적으로 각각의 와이어 세그먼트(43)에 또는 상기 와이어 세그먼트가 연결되는 단자에 연결되도록 상기 관의 근위 단부로부터 연장되는 복수의 와이어를 포함하거나 이들로 구성되는, 장치. - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 관(2)의 축방향 견고성을 증가시키기 위한 상기 관(2) 내의 구조 와이어(5), 및/또는 상기 관(2)을 충진하는 충진재 재료(6)를 포함하는, 장치. - 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구조 와이어(5)는 텅스텐 또는 텅스텐 합금으로 구성되고/되거나 40 ㎛ 내지 150 ㎛ 범위의 두께를 가지는, 장치. - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 연결부(21)에 동작 가능하게 연결되어, 연결되었을 때 데이터를 상기 외부 장치에 제공하는, 데이터를 저장하기 위한 집적 회로를 포함하고, 상기 데이터는 식별 정보 및/또는 보정 정보 및/또는 멸균 처리 정보 및/또는 센서 로깅 정보를 포함하는, 장치. - 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
온도에 더하여, 상기 기관 또는 조직의 하나 이상의 다른 생리적 매개변수가 광 섬유를 통해서 모니터링될 수 있도록, 상기 장치의 사용 시에, 광 신호를 상기 기관 또는 조직에 전달하기 위한, 그리고 상기 기관 또는 조직으로부터 오는 복귀 광 신호를 수집하기 위한 적어도 하나의 광 섬유를 더 포함하는, 장치. - 키트이며,
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 장치(1), 및
- 피부를 통해서 천공하기 위한 바늘,
- 상기 관(2)을 피부 천공부를 통해서 상기 신체 내로 삽입하기 위한 안내 외피,
- 판독 장치가 상기 연결부(21)에 동작 가능하게 연결될 때, 상기 복수의 전기 와이어(4)에 의해서 측정된 전류 및/또는 전압을 기초로 온도 값을 제공하기 위한 판독 장치(30)로부터 선택된 하나 이상을 포함하는, 키트. - 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 장치를 제조하기 위한 방법이며:
- 하나 이상의 저항 온도 센서(3)를 제조 또는 획득하는 단계로서, 각각의 저항 온도 센서는 박막 기재 상에서 세장형 전도성 금속 트레이스를 포함하고, 상기 금속 트레이스는 제1 단자(12)와 제2 단자(13) 사이에서 구불구불한 패턴으로 배열되는, 단계,
- 복수의 전기 와이어(4)를 상기 하나 이상의 저항 온도 센서(3)에 연결하는 단계,
- 적어도 일부 전기 와이어가 상기 관의 근위 단부에서 접근 가능하게 유지되도록, 상기 하나 이상의 저항 온도 센서 및 상기 복수의 전기 와이어를 카테터 관(2) 내에 삽입하는 단계, 및
- 외부 장치가 연결부(21)를 통해서 상기 하나 이상의 저항 온도 센서에 동작 가능하게 연결될 수 있도록, 연결부(21)를 상기 관의 근위 단부에 기계적으로 연결하고 상기 연결부를 상기 복수의 전기 와이어에 전기적으로 연결하는 단계를 포함하는, 방법.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP19213934.3A EP3831284A1 (en) | 2019-12-05 | 2019-12-05 | Invasive temperature sensor system |
EP19213934.3 | 2019-12-05 | ||
PCT/EP2020/084959 WO2021111014A1 (en) | 2019-12-05 | 2020-12-07 | Invasive temperature sensor system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20220123380A true KR20220123380A (ko) | 2022-09-06 |
Family
ID=68808047
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020227018634A KR20220123380A (ko) | 2019-12-05 | 2020-12-07 | 침습적 온도 센서 시스템 |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20230000360A1 (ko) |
EP (2) | EP3831284A1 (ko) |
JP (1) | JP2023505315A (ko) |
KR (1) | KR20220123380A (ko) |
CN (1) | CN114980806A (ko) |
BR (1) | BR112022010242A2 (ko) |
CA (1) | CA3162965A1 (ko) |
ES (1) | ES2975260T3 (ko) |
WO (1) | WO2021111014A1 (ko) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4104754A1 (en) | 2021-06-18 | 2022-12-21 | Elmedix NV | System for determining an internal temperature |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4182313A (en) * | 1977-05-31 | 1980-01-08 | Narda Microwave Corporation | Implantable temperature probe |
US4253469A (en) * | 1979-04-20 | 1981-03-03 | The Narda Microwave Corporation | Implantable temperature probe |
GB2308652B (en) | 1995-12-28 | 2000-07-19 | British Aerospace | A temperature-sensitive catheter |
US5916153A (en) | 1997-10-27 | 1999-06-29 | Rhea, Jr.; W. Gardner | Multifunction catheter |
US6511478B1 (en) * | 2000-06-30 | 2003-01-28 | Scimed Life Systems, Inc. | Medical probe with reduced number of temperature sensor wires |
US6519485B2 (en) | 2000-12-13 | 2003-02-11 | The General Hospital Corporation | Minimally invasive system for assessment of organ function |
WO2003047439A2 (en) * | 2001-12-03 | 2003-06-12 | Ekos Corporation | Catheter with multiple ultrasound radiating members |
WO2008137795A1 (en) * | 2007-05-03 | 2008-11-13 | Icu Medical, Inc. | Cardiac output measurement devices and methods |
JP2011517417A (ja) * | 2008-03-18 | 2011-06-09 | サーカ・サイエンティフィック,エルエルシー | 大表面積温度感知装置 |
US9289606B2 (en) | 2010-09-02 | 2016-03-22 | St. Jude Medical, Atrial Fibrillation Division, Inc. | System for electroporation therapy |
JP2015505060A (ja) * | 2012-01-30 | 2015-02-16 | ピーエスティ・センサーズ・(プロプライエタリー)・リミテッドPst Sensors (Proprietary) Limited | フレキシブルな温度及び歪みセンサ |
CN107924736B (zh) * | 2015-06-01 | 2019-11-05 | 奥托诺米克斯医药有限公司 | 细长导体及其制作和使用方法 |
WO2019151867A1 (en) * | 2018-01-31 | 2019-08-08 | Spiro Medical As | Medical catheter for temperature and pressure sensing and production method thereof |
-
2019
- 2019-12-05 EP EP19213934.3A patent/EP3831284A1/en active Pending
-
2020
- 2020-12-07 EP EP20828294.7A patent/EP4069070B1/en active Active
- 2020-12-07 CA CA3162965A patent/CA3162965A1/en active Pending
- 2020-12-07 BR BR112022010242A patent/BR112022010242A2/pt unknown
- 2020-12-07 US US17/780,111 patent/US20230000360A1/en active Pending
- 2020-12-07 WO PCT/EP2020/084959 patent/WO2021111014A1/en unknown
- 2020-12-07 CN CN202080084427.8A patent/CN114980806A/zh active Pending
- 2020-12-07 JP JP2022534274A patent/JP2023505315A/ja active Pending
- 2020-12-07 ES ES20828294T patent/ES2975260T3/es active Active
- 2020-12-07 KR KR1020227018634A patent/KR20220123380A/ko unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2023505315A (ja) | 2023-02-08 |
CN114980806A (zh) | 2022-08-30 |
EP4069070C0 (en) | 2024-01-03 |
ES2975260T3 (es) | 2024-07-04 |
CA3162965A1 (en) | 2021-06-10 |
EP3831284A1 (en) | 2021-06-09 |
US20230000360A1 (en) | 2023-01-05 |
EP4069070B1 (en) | 2024-01-03 |
WO2021111014A1 (en) | 2021-06-10 |
EP4069070A1 (en) | 2022-10-12 |
BR112022010242A2 (pt) | 2022-09-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10492728B2 (en) | Pressure sensing intravascular devices with reduced drift and associated systems and methods | |
US12109009B2 (en) | Intravascular devices, systems, and methods having a core wire with embedded conductors | |
CN105636507B (zh) | 血管内装置、系统和方法 | |
ES2347010T3 (es) | Conjunto de sensor y cable guia. | |
US6939313B2 (en) | Device for sensing parameters of a hollow body organ | |
US10492698B2 (en) | Pressure-sensing intravascular devices, systems, and methods with wrapped pressure-sensing component | |
US10470713B2 (en) | Sensor guide wire device and system including a sensor guide wire device | |
JP2015521917A (ja) | 血管内装置の接続構造、並びに関連するシステム及び方法 | |
Izhar et al. | Sensors for brain temperature measurement and monitoring–a review | |
EP4069070B1 (en) | Invasive temperature sensor system | |
EP2088927A2 (en) | Temperature compensation for enzyme electrodes | |
Izhar et al. | Neuroscience Informatics | |
EP3706621A1 (en) | Rapid exchange catheter system for fractional flow reserve measurement | |
JPWO2021111014A5 (ko) | ||
EP2259712A1 (en) | Intervertebral disc analysis system and method | |
WO2017087150A1 (en) | Torque coil with bragg grating |