KR20230103994A - 체강 내 유체 압력 변화의 직접 감지를 위한 장치 - Google Patents
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Abstract
체강 내 유체 압력 변화의 직접 감지 장치는, 압력 변환기, 상기 체강 내로의 부분 삽입에 적합한 원위 팁과 상기 압력 변환기의 민감한 표면부와 직접 접촉하는 근위 포트 사이에서 연장되는 압력 전달 수단을 포함한다. 상기 원위 팁은 상기 체강 외부에 있는 압력 변환기를 상기 체강 내부와 직접적인 유체 연통으로 배치하는 액세스 포트를 형성하기에 적합하다. 상기 압력 전달 수단은 상기 원위 팁과 상기 근위 포트 사이에 가요성 캐뉼라를 포함하되, 상기 가요성 캐뉼라는 이의 중간 신장부 및/또는 상기 압력 변환기를 상기 체강으로부터 떨어진 앵커링 구역에 고정할 수 있다.
Description
본 발명은 최소 침습 수술 시술 분야에 관한 것으로서, 특히 체강 내 유체의 압력 변화를 직접적으로 측정할 수 있는, 특히 안과 수술 절차를 위한 감지 장치에 관한 것이다.
예를 들어, 안구 조작, 유체 주입, 단편화 및 안구 조직의 흡인을 포함하는 눈 수술 절차 중 치료되는 눈에서는 상당한 압력 변화가 발생할 수 있다. 임상 연구에 따르면, 유리체 제거를 위한 유리체 절제술 수술 절차에서 안압은 0 내지 120 mmHg 사이에서 변할 수 있다. 망막 관류 압력에 해당하는 60 mmHg 초과의 압력 값은 백내장 단편화 및 흡인에 대한 수정체유화 수술 절차에서 보고된 바 있다. 망막 박리 치료를 위한 공막 압입 수술 절차에서의 안구 조작 후 큰 압력 변화가 측정되었으며, 공막에 외부 압력이 가해지는 경우 최대 210 mmHg의 피크가 발생하였다.
안압의 변화는 만출성 출혈, 맥락막 박리 및 망막 허혈과 같은 수술 중 및 수술 후 합병증의 위험을 증가시킬 수 있다. 만출성 출혈 및 맥락막 박리는 수술 중 압력 강하와 연관될 수 있다. 반면, 안압이 장기간 증가하는 경우, 혈관 관류 압력이 감소하여 결과적으로 시신경 및 망막으로의 혈류가 손상될 수 있다. 압력 변화는 또한 수술 후 시각 기능 회복에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 실제로, 안구 관류 압력의 일시적인 증가는 망막의 형태학적 및 기능적 변화로 이어질 수 있음이 밝혀졌다. 시력에 대한 안압 변화의 영향은 예를 들어 당뇨병성 망막증으로 인한 안구 관류 장애 환자에게 특히 해로울 수 있다.
안압을 측정하기 위한 여러 장치 및 방법이 제안되었다.
US4841984는 안구 조직의 유체 주입 또는 단편화 및 제거에 사용되는 안구 공동에 삽입된 수술 기구 상에 통합된 압력 변환기를 사용하여 안압의 직접 측정에 의존하는 장치를 기술한다. 측정된 안압에 반응하여 기기의 주입 또는 흡인을 자동으로 조정하여 안압을 안전한 범위 내로 유지하는 제어 회로가 또한 존재한다. 이러한 장치의 첫 번째 한계는 기구 및 통합된 변환기의 삽입을 위한 보다 큰 안구 절개의 필요성이다. 또 다른 단점은 변환기가 수술 기구에 근접하다는 것이며, 기기의 작동은 필연적으로 안압 측정에서 방해 및 부정확성으로 이어진다.
US20110118729Al는 측정된 물리적 파라미터를 기반으로 기구를 활성화 또는 비활성화하도록 제어 회로에 커플링된 유리체 절제술을 기술한다. 이러한 파라미터는 유리체 절제술이 눈 소켓 내에 올바르게 위치하는지의 여부를 확인하는 데 사용되는 안압을 포함할 수 있다. 실제로 유리체 절제술을 활성화하려면 측정된 압력이 유체 주입 압력과 같아야 하지만, 설정 압력에 대한 압력 변화를 제어할 수는 없다.
US20140171991Al는 절단 기구의 출력 압력을 모니터링하기 위해 압력 변환기가 대신 장착된 유리체 절제술을 기술하지만, 안압에 대한 직접적인 모니터링은 수행되지 않았다.
US2014194834A1은 다음의 네 가지 요소를 사용하여 눈의 압력을 제어하는 장치를 기술한다: 포지셔닝 캐뉼라(눈의 전방 챔버에 수용됨), 양방향 펌프(주입/흡인), 제어 회로, 및 저장소의 유체의 압력을 측정하기 위해 펌프 저장소에 수용된 압력 센서. 따라서, 이 장치에는 유체의 주입 또는 흡인이 발생하는 경우에만 안압을 측정할 수 있는 간접 측정 시스템이 장착된다. 이 시스템은 외부 요인 또는 안구 조작으로 인한 압력 변화를 측정할 수 없다.
US2006/149194는 마이크로캐뉼라를 포함하는 안과 질환을 치료하는 시스템을 기술하며, 여기에서 내부 요소는 마이크로캐뉼라의 말단부를 빠져나가도록 구성되며, 이는 슬라이딩식으로 삽입될 수 있다. 내부 요소는 유체 또는 센서를 운반하는 데 사용할 수 있다.
US2008/0082078Al는 눈의 섬유주 메쉬워크 영역의 절제 빔을 생성하도록 구성된 레이저, 및 눈 내로부터 눈의 섬유주 메쉬워크로 레이저 빔을 향하게 하도록 구성된 전달 시스템을 포함하는 녹내장 치료를 위한 외과적 어셈블리를 기술하며, 여기에서 전달 시스템은 수술 부위에서 압력을 감지하고 제어하기 위한 압력 감지 회로를 포함할 수 있다.
WO2016139587A1은 안구 부속 절개를 통해 안구 공동 내로 합쳐져 삽입되는 엔도일루미네이터 또는 주입 캐뉼라와 같은 수술 액세서리에 커플링된 광섬유 압력 변환기를 포함하는 안과 수술 절차를 위한 수술 어셈블리를 기술한다.
따라서, 수술 절차 중 유체의 압력 변화의 모니터링은 수술 절차의 안전성과 효과를 보장하는 데 있어서 근본적으로 중요하다.
본 발명의 목적은, 알려진 장치에 대해 전술한 단점을 겪지 않으면서 유체의 압력 변화를 신뢰성있고 신속하게 감지할 수 있게 하는 장치를 제안하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 조작자에게 특히 편리하고 측정이 이루어지는 환경 조건과 관련된 교란으로부터 보호되는, 유체의 압력을 직접 감지하기 위한 장치를 제안하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 직접적인 압력 감지가 덜 침습적이고 환자가 더 견딜 수 있도록, 절개의 수를 제한하고, 절개의 크기를 최소화하는 것이다.
전술한 목적은 청구항 1에 따른 체강 내 유체의 압력 변화를 감지하기 위한 장치를 사용하여 달성된다. 종속 청구항은 본 발명의 바람직한 구현예를 설명한다.
본 발명에 따른 장치의 특징 및 장점은, 이에 수반되는 도면을 참조하여, 지시적이고 비제한적인 예로서 주어진 바람직한 구현예에 대한 아래의 설명으로부터 명백할 것이다:
- 도 1은, 백내장 수술에 사용하기에 적합한 본 발명의 구현예에서의, 전자 제어 유닛에 연결된 직접 압력 감지 장치의 레이아웃을 도시하고;
- 도 2는 도 1의 원 안에 있는 부분의 확대된 부분 단면도이고;
- 도 3은 도 2의 원 안에 있는 부분의 확대도이고;
- 도 4는, 유리체 절제술 수술에 사용하기에 적합한 본 발명의 구현예에서의, 제어 유닛에 연결된 직접 압력 감지 장치의 레이아웃을 도시하고;
- 도 5는 도 4의 원 안에 있는 부분의 확대된 부분 단면도이고;
- 도 6은 도 5의 원 안에 있는 부분의 확대도이다.
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- 도 6은 도 5의 원 안에 있는 부분의 확대도이다.
다음의 설명은 본 발명의 2가지 가능한 구현예, 즉, 백내장(도 1 내지 3) 및 유리체 절제술(도 4 내지 6)의 눈 수술 절차에 적합한 구현예를 각각 예시한다.
그러나, 제안된 기술 교시는, 인간 또는 동물의 신체에 대한 다른 유형의 최소 침습 수술 절차를 위해, 이에 가능한 조정과 함께 적용될 수 있음이 명백하다.
이하의 설명에서, 상이한 구현예에 공통된 요소는 동일한 참조부호로서 지시될 것이다.
도면에서, 본 발명에 따른 체강 내 압력을 직접 감지하는 장치는 전체적으로 (1)로 지칭된다.
장치(1)는, 이에 작용하는 압력의 효과에 의해 기계적으로 변형되고, 해당 기계적 변형에 비례하는 전압차를 발생시키기에 적합한 센싱 표면부를 갖는 압력 변환기(10)를 포함한다.
일 구현예에서, 압력 변환기(10)는 압전 변환기이다. 이 경우, 센싱 표면부는 이의 기계적 변형에 반응하여 전기적 전압차를 발생시키는 압전 재료의 표면이다.
장치(1)는 체강 내 압력 변화를 센싱 표면부로 전달하기에 적합한 압력 전달 수단(20)을 추가로 포함한다.
이러한 목적을 위해, 전달 수단(20)은 체강(24) 내로의 부분 삽입에 적합한 원위 팁(22)과 압력 변환기(10)의 민감한 표면부와 직접 접촉하는 근위 포트 사이에서 연장된다.
따라서, 원위 팁(22)은 압력 전달 수단(20)을 통해 체강과 유체 소통하는 압력 변환기(10)의 배치를 위한 액세스 포트를 형성한다.
즉, 사용시, 원위 팁(22)은 체강을 구분하는 조직 또는 막을 통해 위치되기에 적합하며, 원위 팁(22)의 원위 단부는 공동 내에 남아 있는 반면, 원위 팁(22)의 근위 단부는 체강 외부에 남아 있다.
따라서, 압력 전달 수단(20)은 체강 내부 유체의 압력 변화에 의해 압축가능하거나 감압가능한 공기의 컬럼을 포함하는 체적을 형성하며, 여기에서 공기의 컬럼의 압력 변화는 센싱 표면부의 기계적 변형을 유발하기에 적합하다.
일 구현예에서, 근위 포트(24)는 압력 변환기(10)의 센싱 표면부에 유밀하게 커플링된다.
압력 전달 수단(20)은 원위 팁(22)과 근위 포트(24) 사이의 가요성 캐뉼라(26)를 포함한다.
이러한 가요성 캐뉼라(26)의 길이는, 이의 중간 신장부(즉, 원위 팁(22)과 근위 포트(24) 사이) 및/또는 이것이 연결된 압력 변환기(10)를 체강으로부터 떨어진 앵커링 구역에 고정할 수 있도록 한다.
예를 들어, 안내(intraocular) 수술의 경우, 앵커링 구역은 턱 또는 이마와 같은 환자 신체의 일부일 수 있다.
즉, 가요성 캐뉼라(2)의 길이는, 사용 시, 앵커링 지점과 체강 사이에 포함된 이의 원위 부분이 충분히 이완되어 압력 감지에 영향을 미칠 수 있는 원위 팁(22)에서 상당한 힘을 발생시키지 않도록 충분히 이완되도록 선택된다.
예를 들어, 가요성 캐뉼라(26)는 약 5 내지 10 cm의 최소 길이를 갖는다.
백내장 수술 절차에 특히 적합한 구현예에서, 원위 팁(22)은 가요성 캐뉼라(26)의 원위 단부 내로의 포지티브 커플링 및/또는 힘 커플링에 의해 삽입된 전방 챔버 유지기(28)로 구성된다.
공지된 바와 같이, 전방 챔버 유지기(28)는 안구(2)의 전방 챔버(AC) 내로 식염수를 주입하는데 통상적으로 사용되는 캐뉼라이다. 이러한 캐뉼라는 널링 부싱(28")으로부터 연장되는 중공형 니들(28')로 구성되며, 본 발명에 따른 장치에서 간섭을 받으면서 삽입되어, 가요성 캐뉼라(26)의 원위 단부 부분 내로 밀봉 고정된다.
예를 들어, 널링 부싱(28")은 가요성 캐뉼라(26)의 윈위 단부 부분에 열 밀봉된다.
따라서, 이 경우, 수술 절차 중 임의의 시점에서, 가요성 캐뉼라(26)는 이미 전방 챔버 유지기 액세서리(28)를 장착하고 있다.
유리체 절제술 수술에 특히 적합한 변형 구현예에서, 가요성 캐뉼라(26)는 투관침 가이드(42)와 연결하기에 적합한 투관침 커넥터(40)로 원위에서 종료된다. 따라서, 원위 팁(22)은 날카로운 팁으로부터 안전하고, 투관침 커넥터(40)에 단단히 커플링된 투관침 가이드(42)로 구성된다.
이 경우, 수술 절차 동안, 날카로운 팁의 투관침 가이드(42)(기술 용어 "투관침"으로 알려져 있지만, 때때로 이 용어는 가이드-팁 어셈블리 전체를 지칭하기 위해 사용됨)는 투관침의 날카로운 단부에 의해 이루어진 절개를 통해 체강, 특히 눈의 후방 챔버(PC), 또는 유리체, 챔버 내로 삽입된다. 이어서, 날카로운 팁은 투관침 가이드(42)로부터 미끄러져 나온다. 후자는, 가요성 캐뉼라(26)의 원위 단부가 제공되는 투관침 커넥터(40)에 단단히 결합되도록, 체강 외부에 남아 있는 근위 연결 단부(42')를 갖는다.
특히, 투관침 커넥터(40)는 중첩에 의해 근위 연결 단부(42')와 커플링된다.
어느 경우든, 원위 팁(22)은 이에 이어서 중공형 팁을 형성하고, 이의 원위 단부는 안구의 전방 챔버(AC) 또는 후방 챔버(PC)에 위치될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 압력 전달 수단(20)은 변환기 캐뉼라(30)를 포함하며, 이는 근위 포트(24)를 형성하는 변환기 캐뉼라 근위 단부 및 가요성 캐뉼라(26)에 유체적으로 연결된 변환기 캐뉼라 원위 단부(34)를 갖는다.
일 구현예에서, 변환기 캐뉼라 원위 단부(34)는, 예를 들어 Luer 유형의 연결부(36)에 의해 가요성 캐뉼라(26)에 연결된다.
예를 들어, 변환기 캐뉼라(30)는 사용 동안 감지 장치의 파지 요소로서 또한 작용하는 강성 또는 반강성 튜브형 몸체로 이루어진다.
전술한 바와 같이, 감지 장치(1)의 작동 원리는, 압력 전달 수단(20)이 공동내 압력의 변화로 인해 압축가능하거나 감압가능한 공기(또는 가능하게는 다른 가스 또는 가스 혼합물)의 컬럼을 포함하는 체적 V를 형성한다는 사실에 기초한다. 공기 컬럼의 압력 변화는 압력 변환기(10)의 센싱 표면부의 기계적 변형을 유발하기에 적합하다.
변환기 캐뉼라(30)에 연결될 수 있는 캐뉼라(26)는, 한편으로는 압력 변환기의 센싱 표면부에 직접적으로, 다른 한편으로는 원위 팁을 향하여 개방되는 양쪽 단부를 갖는 튜브형 요소를 형성하며, 이는 가요성 캐뉼라가 체강 내부와 연통하도록 하는 액세스 포트를 구성한다.
따라서, 압력 변환기(10)는 완전히 신체 외부에 위치하고, 원위 팁만이 신체 공동 내에 부분적으로 삽입된다.
따라서, 수술을 받는 장기 내부에 장치를 삽입할 필요가 없다.
이에 더하여, 길이가 연장되어, 앵커링 구역에 고정되거나 변환기를 체강으로부터 멀리 떨어진 앵커링 구역에 고정시키기에 적합한 가요성 캐뉼라는, 비록 최소일지라도, 변환기의 무게가 압력 감지에 영향을 미칠 수 있는 원위 팁의 변위를 야기하는 것을 방지한다.
또한, 압력 감지 중 변환기를 지지할 필요가 없으므로, 작업자는 양손을 자유롭게 사용할 수 있다.
감지 장치(1)는 전기 케이블(4)에 의해서만 전자 제어 장치(50)에 연결될 수 있다.
따라서, 감지 장치(1)는 매우 가볍고 취급하기 용이할 수 있다.
제안된 감지 장치(1)에서, 체강 내의 압력 변화는 공기(또는 다른 가스)의 단일 컬럼을 통해 압력 변환기(10)로 전달되며, 임의의 유형의 액체(유리체, 식염수, 수술 절차 동안 외과의에 의해 주입되는 임의의 제제)는 감지된 압력 측정치를 손상시키지 않으면서, 그리고 어떤 경우에도 전기적으로 격리된 조건 하에서 체강 내로 누출되고 및 혼합될 수 있다. 따라서, 가요성 캐뉼라(26) 및 임의의 변환기 캐뉼라(30)에 의해 형성된 이러한 단일 공기 컬럼은, 압력 변환기(10)를 원위 팁에 의해 형성된 액세스 포트를 통해 체강으로의 유일한 액세스 영역과 접촉하도록 효과적으로 배치한다. 따라서 체강 내에 어떤 것도 끼우고 이식할 필요가 없으며, 개별 공기 컬럼을 정의하는 용적에 장벽이나 구획을 만들 필요가 없다.
다른 것들 중에서도, 압력 변환기 및 압력 트랜스미터(20)는 수술 절차 동안 압력 변화가 감지되어야 하는 체강 외부로부터 완전한 외부에서 사용되기 때문에, 감지 장치의 이러한 구성요소는 체강과의 접촉에 적합한 재료 및 형상으로 제조될 필요가 없으며, 결국 장치의 단순성 및 생산 비용에서의 이점을 갖는다.
따라서, 제안된 감지 장치는 또한, 실시간 압력 데이터를 감지할 수 있고, 외부 및 비이식형 장치이며, 공동으로의 경로를 통해서만 직접 접촉되고 공동에 의해 분할되거나 구획화되지 않는다. 이러한 이유로, 안과 또는 복강경 수술과 같은 최소 침습 수술에 적용될 수 있다.
당업자는, 첨부된 청구범위의 보호 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명의 감지 장치의 구현예에 대한 변경 및 조정을 수행할 수 있고, 또는 우발적인 요구를 충족시키기 위해 기능적으로 동등한 다른 요소로 본 요소를 대체할 수 있다. 가능한 구현예에 속하는 것으로서 전술한 모든 특징은 기술된 다른 구현예와 독립적으로 구현될 수 있다.
Claims (8)
- 체강 내, 특히 눈의 전방 챔버 또는 후방 챔버 내의 유체의 압력 변화를 직접 감지하기 위한 장치로서,
- 센싱 표면부를 갖는 압력 변환기로서, 상기 센싱 표면부는 이에 작용하는 압력의 효과에 의해 기계적으로 변형되고, 상기 기계적 변형에 비례하는 전압차를 발생시키기에 적합한, 압력 변환기,
- 상기 체강 내로의 부분 삽입에 적합한 원위 팁과 상기 압력 변환기의 민감한 표면부와 직접 접촉하는 근위 포트 사이에서 연장되는 압력 전달 수단을 포함하되,
상기 압력 전달 수단은 상기 체강 내부 유체의 압력 변화에 의해 압축가능하거나 감압가능한 공기 또는 다른 가스의 컬럼을 포함하는 체적을 형성하며, 여기에서 상기 공기 또는 다른 가스의 컬럼의 압력 변화는 상기 센싱 표면부의 기계적 변형을 유발하기에 적합하고,
상기 원위 팁은, 사용 시, 상기 체강 외부에 있는 상기 압력 변환기를 상기 체강 내부와 직접적인 유체 연통으로 배치하는 액세스 포트를 형성하기에 적합하며,
상기 압력 전달 수단은 상기 원위 팁과 상기 근위 포트 사이에 가요성 캐뉼라를 포함하되, 상기 가요성 캐뉼라는 이의 중간 신장부 및/또는 상기 압력 변환기를 상기 체강으로부터 떨어진 앵커링 구역에 고정할 수 있도록 하는, 장치. - 제1항에 있어서, 원위 팁은 가요성 캐뉼라의 원위 단부 부분 내로의 포지티브 커플링 및/또는 힘 커플링에 의해 삽입된 전방 챔버 유지기를 포함하는, 장치.
- 제1항에 있어서, 가요성 캐뉼라는 투관침 커넥터로 원위에서 종료되고, 원위 팁은 상기 투관침 커넥터와 단단히 커플링되고 중첩된 투관침 가이드로 구성되는, 장치.
- 제1항에 있어서, 압력 전달 수단은 변환기 캐뉼라를 포함하며, 상기 변환기 캐뉼라는 근위 포트를 형성하는 변환기 캐뉼라 근위 단부 및 가요성 캐뉼라에 유체적으로 연결된 변환기 캐뉼라 원위 단부를 갖는, 장치.
- 제4항에 있어서, 변환기 캐뉼라 원위 단부는, 예를 들어 Luer 유형의 연결부에 의해 가요성 캐뉼라에 연결되는, 장치.
- 제1항에 있어서, 압력 변환기는 압전 변환기인, 장치.
- 제6항에 있어서, 압력 전달 수단은 변환기 캐뉼라를 포함하며, 상기 변환기 캐뉼라는 근위 포트를 형성하는 변환기 캐뉼라 근위 단부 및 가요성 캐뉼라에 유체적으로 연결된 변환기 캐뉼라 원위 단부를 갖고, 압전 변환기는 변환기 캐뉼라의 축에 실질적으로 직각인 평면 상에서 주로 연장되는 센싱 표면부를 갖는, 장치.
- 제4항에 있어서, 변환기 캐뉼라는 사용 동안 감지 장치의 파지 요소로서 또한 작용하는 강성 또는 반강성 튜브형 몸체를 포함하는, 장치.
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