KR20100087332A - 압력 감지 위내 풍선 - Google Patents

Abstract

빌트-인 센서를 갖는 위내 풍선. 센서는 풍선 쉘 내부 또는 쉘 외부의 위 안의 압력을 모니터링하는 데 사용될 수 있다. 센서는 위내 풍선의 디플레이션 후에 사용되어 풍선이 이동하는 위장관 전반의 압력을 모니터링하는 데 사용될 수 있다. 풍선의 원격 디플레이션을 위한 장치는 의사가 수술 없이 위내 풍선을 디플레이팅하는 데 사용될 수 있다. 압력 센서는 풍선으로부터 분리되어 캡슐로서 위장관을 통해 이동하는 위내 풍선의 밸브 내에 제공되어 위장관의 상태를 모니터링할 수 있다.

Description

압력 감지 위내 풍선{PRESSURE SENSING INTRAGASTRIC BALLOON}

본 출원은 2007년 10월 23일 출원된 미국 가특허 출원 제60/982,005호의 우선권을 주장하며, 이의 본 명세서에 참고로 포함된다.

발명의 분야

본 발명은 비만의 치료를 위해 사용되는 위내 풍선(intragastric balloon), 특히, 이식된(implanted) 위내 풍선을 사용하여 내부 압력을 모니터링하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

위내 풍선은 비만을 치료하기 위한 수단으로서 당업계에 잘 알려져 있다. 이러한 팽창가능한(inflatable) 위내 풍선 중 하나가 미국 특허 제 5,084,061호에 기재되어 있으며, 바이오엔테릭스 인트라가스트릭 벌룬 시스템(BioEnterics Intragastric Balloon System)(상표명 BIB® 시스템으로 시판)으로서 구매가능하다. 이러한 장치는 수술을 위한 준비로, 또는 식이요법 및 행동 교정 프로그램의 일부로서 수 파운드를 감량할 필요가 있는 중간정도로 비만인 개인의 치료를 제공하도록 디자인된다.

BIB 시스템은, 예를 들어, 위 안에 삽입되고 유체로 채워진, 실리콘 엘라스토머 위내 풍선을 포함한다. 통상적으로, 위내 풍선은 비어 있는 또는 디플레이팅된(deflated) 상태에서 위 안에 배치되고, 그 후에 적합한 유체로 (완전히 또는 부분적으로) 채워진다.

풍선이 위 안에서 공간을 차지함으로써, 음식이 들어갈 수 있는 공간이 더 작게 남게 되고 환자는 포만감을 느끼게 된다. 이러한 장치를 사용한 임상 결과는 많은 비만 환자에서, 식욕을 조절하는 데, 그리고, 체중 감량을 달성하는 데, 위내 풍선이 상당히 도움이 된다는 것을 보여준다.

이러한 풍선의 배치는 일시적이며, 이러한 풍선은 전형적으로 약 6개월 후에 제거된다. 풍선을 제거하는 수단 중 하나는 풍선에 구멍을 뚫어서, 풍선의 내용물을 흡입하거나 아니면 유체가 환자의 위로 들어가게 하여, 풍선을 디플레이팅하는 것이다. 풍선으로부터 유체를 제거하는 이러한 방법은 위내시경 장비를 사용하는 외과적 개입을 필요로 한다. 대안적으로, 디자인된 수명이 지나서도 풍선을 제자리에 남겨두는 경우, 환자의 위에 존재하는 산이, 풍선이 자체적으로 디플레이팅되는 지점까지 풍선을 부식시킬 수 있다. 이러한 부식이 일어나는 경우, 디플레이팅된 풍선은 환자의 소화기 계통을 자연적으로 통과하여 장을 통과해 배설된다. 예를 들어, 맥간(McGhan)의 미국 특허 제6,733,512호는 생분해성 인플레이션 밸브(biodegradable inflation valve)를 포함하는 자가-디플레이팅 위내 풍선을 기재한다. 위 내에서의 소정의 체류 시간 후에, 밸브는 누출되기 시작하고 결국에는 풍선이 디플레이팅되어 환자의 소화관을 통과한다.

위내 풍선의 디자인의 진보에도 불구하고, 개선된 위내 풍선 시스템 및 방법이 여전히 요구된다.

본 발명의 특성 및 이점을 알게 될 것이며, 이는 발명의 내용, 특허청구범위 및 도면을 참조하여 더욱 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 위내 풍선의 사시측면도이다.
도 2a는 "폐쇄" 상태에서의 밸브를 나타내는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 원격 디플레이션 밸브의 측단면도이다.
도 2b는 "개방" 상태로 나타낸 도 2a의 원격 디플레이션 밸브의 측단면도이다.
도 3a는 "폐쇄" 상태에서의 밸브를 나타내는, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 원격 디플레이션 밸브의 측단면도이다.
도 3b는 "개방" 상태로 나타낸 도 3a의 원격 디플레이션 밸브의 측단면도이다.
도 4a는 "폐쇄" 상태의 밸브를 나타내는 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 원격 디플레이션 밸브의 측면도이다.
도 4b는 "개방" 상태로 나타낸 도 4a의 원격 디플레이션 밸브의 측단면도이다.
도 5 a는 "폐쇄" 상태의 밸브를 나타내는 도 4a의 원격 디플레이션 밸브의 측면도이다.
도 5b는 "개방" 상태로 나타낸 도 4b의 원격 디플레이션 밸브의 측면도이다.
도 6a는 "폐쇄" 상태의 밸브를 나타내는 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 원격 디플레이션 밸브의 측단면도이다.
도 6b는 "개방" 상태로 나타낸 도 6a의 원격 디플레이션 밸브의 측단면도이다.
도 7a 및 7b는 도 6a 및 6b의 원격 디플레이션 밸브의 와이어 절단 메커니즘의 실시 형태의 평면도를 나타낸다.
도 7c 및 7d는 도 6a 및 6b의 원격 디플레이션 밸브의 와이어 절단 메커니즘의 다른 실시 형태를 나타낸다.
도 8a는 디플레이션 메커니즘이 활성화되기 전, 밸브를 둘러싸는 디플레이션 메커니즘을 갖는 본 발명의 위내 풍선의 사시측면도를 나타낸다.
도 8b는 디플레이션 메커니즘이 활성화된 후, 도 8a의 사시측면도를 나타낸다.
도 9는 본 발명에 따른 원격 디플레이션 밸브를 활성화하기 위한 원격 제어기의 전면도이다.
도 10a는 "폐쇄" 상태의 풍선을 나타내는, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 원격-디플레이팅 위내 풍선의 측단면도이다.
도 10b는 "개방" 상태로 나타낸 도 10a의 원격-디플레이팅 위내 풍선의 측단면도이다.
도 11은 "폐쇄" 상태의 풍선을 나타내는, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 원격-디플레이팅 위내 풍선의 측단면도이다.
도 12는 "폐쇄" 상태의 밸브 및 풍선의 내부 및/또는 외부의 상태를 모니터링하기 위한 디플레이션 밸브 내의 하나 이상의 센서를 나타내는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 원격 디플레이션 밸브의 측단면도이다.
도 13은 "폐쇄" 상태의 밸브 및 풍선의 내부 및/또는 외부의 상태를 모니터링하기 위한 디플레이션 밸브 내의 하나 이상의 센서를 나타내는, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 원격 디플레이션 밸브의 측단면도이다.
도 14는 풍선의 내부 및/또는 외부의 상태를 모니터링하기 위한 디플레이션 밸브 내의 하나 이상의 센서가 있는, 위장관을 통과하는 동안의, "개방" 상태로 나타낸 도 10a의 원격-디플레이팅 위내 풍선의 측단면도이다.
도 15는 본 발명의 위내 풍선 내에서 및 주변에서 압력을 비롯한 상태를 모니터링하기 위한 몇 가지 기술을 설명하는 순서도이다.

발명의 개요

본 발명은 위내 풍선의 원격 디플레이션을 위한 장치 및 방법을 제공하여 상기한 문제점을 해결한다. 본 발명은 활성화 신호로 디플레이션을 일으키는 원격 제어기를 사용하여, 의사가 위내 풍선을 체외에서 원격으로 디플레이팅할 수 있다.

본 발명의 일 태양에 따르면, 풍선에 부착된 센서가 풍선 쉘 내부 또는 외부의 상태를 모니터링한다. 예를 들어, 압력 센서가 풍선 내부의 압력을 모니터링하고 풍선으로부터의 잠재적인 누출에 관한 가치있는 정보를 제공할 수 있다. 센서는 탈착가능한 디플레이션 밸브에 포함될 수 있으며 밸브가 통과함에 따라 위장관 (GI tract) 전반의 상태를 모니터링하는 데 사용된다.

본 발명의 일 태양은 체중 감량이 필요한 환자에서 체중 감량을 용이하게 하기 위한 팽창가능한 위내 풍선을 포함한다. 위내 풍선은 그 안으로 도입되는 일정 부피의 유체를 담기 위한 쉘, 쉘 내의 유체의 부피를 조절하기 위한 밸브, 및 쉘 내의 유체의 상태를 측정하기 위한 센서를 갖는다. 일 실시 형태에서, 환자 체외의 원격 제어기가 디플레이션 메커니즘과 통신하여 쉘 내의 일정 부피의 유체를 밸브를 통해 빼낸다. 원격 제어기는 또한 센서와 통신할 수 있으며, 센서는 데이터를 기록할 수 있는 마이크로칩에 연결될 수 있으며, 원격 제어기가 마이크로칩으로부터 판독할 수 있다.

일 실시 형태에서, 센서는 밸브에 위치한다. 하나를 초과하는 센서가 있을 수 있으며, 그 중 하나는 쉘 내의 유체의 상태를 측정하고, 그 중 하나는 쉘 외부의 환경의 상태를 측정한다. 일 실시 형태에서, 밸브는 원격으로-활성화된 메커니즘에 의해서 쉘로부터 분리되어 쉘을 디플레이팅할 수 있는 자급식 (self-contained) 캡슐 내에 있다.

본 발명의 제2 태양은 그 안으로 도입되는 일정 부피의 유체를 담기 위한 쉘, 쉘로부터 분리되어 쉘을 디플레이팅할 수 있는, 쉘에 부착된 자급식 캡슐, 및 캡슐 내의 압력 센서를 포함하는 팽창가능한 위내 풍선이다. 위내 풍선은 또한 쉘에 부착된 밸브를 가질 수 있으며, 환자 체외의 원격 제어기가 디플레이션 메커니즘과 통신하여 쉘 내의 일정 부피의 유체를 밸브를 통해 빼낸다. 원격 제어기는 또한 센서와 통신할 수 있다. 또한, 밸브는 캡슐 내에 제공될 수 있다. 하나를 초과하는 압력 센서가 있을 수 있으며, 캡슐이 쉘에 부착될 때, 그 중 하나는 쉘 내의 유체의 압력을 측정하고, 그 중 하나는 쉘 외부의 압력을 측정한다. 캡슐은 원격으로-활성화된 메커니즘에 의해서 쉘로부터 분리될 수 있다.

일정 부피의 유체를 담은 위내 풍선을 모니터링하기 위한 본 발명의 방법은 위내 풍선을 환자의 위 안에 삽입하는 단계를 포함한다. 위내 풍선은 그 안으로 도입되는 일정 부피의 유체를 담기 위한 쉘, 쉘 내의 유체의 부피를 조절하기 위한, 쉘 상의 밸브, 및 쉘 내의 압력을 측정하기 위한 쉘 상의 센서를 갖는다. 방법은 쉘 내의 유체의 압력을 측정하는 단계를 포함하며, 측정된 압력에 기초하여 쉘 내부의 유체의 부피를 조절하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 쉘 내부의 유체의 부피를 조절하는 방법은 대안적으로 풍선에 접근하기 위한 장비를 사용하여 수동으로 압력을 조절하는 단계, 또는 밸브를 원격으로 제어하여 유체의 부피를 조절하는 단계, 또는 측정된 압력에 대한 데이터 수집을 위한 마이크로칩 및 내부 전력을 제공하고 밸브를 자동으로 제어하는 단계를 포함할 수 있다. 위내 풍선은 밸브를 통해 쉘 내 유체의 부피의 원격 조절을 가능하게 하는 메커니즘을 포함할 수 있으며, 방법은 메커니즘을 원격으로 활성화하여 쉘 내의 유체의 부피를 조절하는 단계를 추가로 포함한다.

방법은 또한 쉘에 개구를 생성하는 단계, 위내의 정상적인 운동에 의해 풍선으로부터 개구를 통해 유체가 빠져나가게 하는 단계, 디플레이팅된 풍선이 위장관을 통과하게 하는 단계, 및 센서가 통과함에 따라 위장관 내의 압력을 측정하는 단계를 포함할 수 있다. 쉘로부터 분리되어 쉘에 개구를 생성할 수 있는 자급식 캡슐이 쉘 상에 있을 수 있다. 일 실시 형태에서, 센서는 캡슐 상에 위치하며, 위장관에서 압력을 측정하는 단계는 캡슐이 통과함에 따라 행하여진다. 위내 풍선은 캡슐을 쉘로부터 분리하기 위한 원격으로-활성화되는 메커니즘을 가질 수 있으며, 방법은 또한 캡슐을 쉘로부터 원격으로 분리하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 방법은 위내 풍선을 환자의 위 안에 삽입하는 단계를 포함하며, 상기 위내 풍선은 그 안으로 도입되는 일정 부피의 유체를 담기 위한 쉘, 쉘로부터 분리될 수 있는, 쉘에 부착된 자급식 캡슐, 및 캡슐 상에 위치하는 압력 센서를 포함한다. 방법은 센서를 사용하여 쉘 내의 유체의 상태를 측정하는 단계, 쉘로부터 캡슐을 분리하여 쉘에 개구를 생성하고 쉘이 디플레이팅되게 하는 단계, 캡슐이 위장관을 통과하게 하는 단계, 및 캡슐이 통과함에 따라 센서를 사용하여 위장관 내의 상태를 측정하는 단계를 포함한다. 위내 풍선은 또한 쉘 내의 유체의 부피를 조절하기 위한 밸브를 쉘 상에 가질 수 있으며, 방법은 쉘 내의 유체의 측정된 상태에 기초하여 쉘 내부의 유체의 부피를 조절하는 단계를 포함한다. 위내 풍선은 밸브를 통해 쉘 내의 유체의 부피의 원격 조절을 가능하게 하는 메커니즘을 포함할 수 있으며, 방법은 메커니즘을 원격으로 활성화하여 쉘 내의 유체의 부피를 조절하는 단계를 포함한다. 일 실시 형태에서, 센서는 데이터를 기록할 수 있는 마이크로칩에 연결되며, 방법은 마이크로칩으로부터 원격으로 판독하는 단계를 포함한다.

여전히 추가적인 실시 형태에서, 본 발명의 장치는 용융되어 밸브이 개방을 야기하는 용융가능한 왁스 플러그를 포함한다. 체외 원격제어기로부터 의사가 보낸 활성화 신호를 수신한 때, 밸브 어셈블리 내에 포함된 마이크로전자기기에 의해, 밸브 내에 포함된 가열 요소(들)의 온도가 왁스 플러그를 용융하도록 된다. 일단 왁스 플러그가 용융되면, 풍선 밸브가 개방되고, 위의 정상적인 운동에 의해 풍선 내에 포함된 유체가 풍선으로부터 빠져나가 디플레이션이 야기된다. 그 후에 환자는 풍선을 배설할 수 있다.

다른 실시 형태에서, 본 발명의 장치는 플러그를 제자리에 고정하여 위내 풍선의 밸브를 밀봉하는 형상기억요소 스프링을 갖는 원격 디플레이션 밸브를 포함한다. 형상기억요소 스프링은 인덕션(induction)에 의해 원격으로 가열될 수 있거나, 또는 디플레이션 메커니즘이 스프링의 가열을 야기하는 마이크로전자기기를 포함할 수 있다. 열이 가해진 결과로서 스프링의 형상이 변화하면, 플러그가 제거되어서 풍선이 개봉된다. 그러면, 풍선에 담긴 유체가 풍선 밖으로 자유롭게 유동하여 풍선이 디플레이팅된다. 그 후에, 환자는 디플레이팅된 풍선을 안전하게 배설할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시 형태에 따르면, 위내 풍선은 형상기억요소 액츄에이터, 스프링 칼라(spring collar), 스프링 칼라를 제자리에 고정하는 장애물 및 슬릿 밸브를 갖는 원격 디플레이션 메커니즘을 포함한다. 개시된 다른 실시 형태와 마찬가지로, 형상기억요소 액츄에이터가 인덕션에 의해서 원격으로 가열될 수 있거나, 또는 대안적으로 디플레이션 메커니즘 내에 포함된 마이크로전자기기 및 가열 요소를 포함할 수 있다. 디플레이션 메커니즘이 활성화되면, 액츄에이터가 밸브 밖으로 장애물을 밀어내어 스프링 칼라가 수축되게 한다. 스프링 칼라가 수축되면 슬릿 밸브가 개방되고, 따라서 풍선에 담긴 유체가 풍선 밖으로 유동하여 배출된다. 그 후에, 환자는 디플레이팅된 풍선을 배설할 수 있다.

본 발명의 다른 바람직한 실시 형태에서, 형상기억요소 "절단 와이어(cutting wire)"가 원격 디플레이션 메커니즘에 사용된다. 이러한 실시 형태에서는, 원격 디플레이션 밸브 내에 포함된 형상기억합금에 열이 가해질 때, 와이어의 형상이 변화하여 와이어가, 밸브를 밀봉하는 왁스(또는 다른 적합한 재료, 예컨대, 플라스틱 또는 중합체) 플러그를 통과하여 절단하게 된다. 일단 왁스 플러그가 밸브로부터 절단되면, 유체가 자유롭게 밸브를 통과해 유동할 수 있으므로, 풍선이 배수되고 신체로부터 배설된다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시 형태에서, 위내 풍선의 원격 디플레이션 메커니즘은 밸브를 둘러싼 와이어를 포함한다. 와이어는 밸브와 풍선 사이의 접합을 파괴하는 데 사용된다. 풍선과 밸브 사이의 접합이 파괴되면, 밸브가 풍선으로부터 분리되고, 유체가 풍선으로부터 자유롭게 유동한다. 이러한 실시 형태는 장치가 2개의 개별적인 조각으로 되기 때문에, 풍선 및 밸브 어셈블리가 개별적으로 신체를 통과하므로 더욱 쉽게 배설될 수 있다는 추가적인 이점을 갖는다. 본 발명의 이러한 및 다양한 다른 태양 및 이점이 하기에 더욱 상세하게 논의될 것이다.

다른 실시 형태에서, 밸브는 풍선 쉘의 칼라가 있는 개구 내에 들어맞아서 밀봉을 생성하는 원통형 캡슐(예를 들어, 큰 알약(large pill)의 형상을 취함) 내에 포함될 수 있다. 칼라가 있는 개구는 스프링 또는 칼라의 크기 및/또는 형상을 유지하는 다른 메커니즘을 포함할 수 있다. 원격 디플레이션 매커니즘이 활성화되면, 스프링이 해제되어 칼라를 개방하고 풍선으로부터 원통형 캡슐을 탈출(eject)시켜, 2 개의 개별적인 부품이 환자의 위장관을 쉽게 통과할 수 있게 한다. 대안적으로, 칼라가 있는 개구는 가열 요소를 포함할 수 있으며, 이는 원격 디플레이션 매커니즘이 활성화될 때 캡슐과 칼라 사이의 밀봉을 파괴함으로써 쉘로부터 캡슐을 탈출시킨다. 또 다른 대안으로서, 실린더형 캡슐은 풍선 쉘의 칼라가 있는 개구 내에서 캡슐을 제자리에 고정하는, 캡슐의 형상 및 크기를 유지하는, 스프링, 예를 들어, 토션 스프링(torsional spring)과 같은 메커니즘을 포함할 수 있다. 원격 디플레이션 메커니즘이 활성화되면, 토션 스프링이 접혀서, 캡슐이 쉘로부터 탈출되게 한다.

본 발명의 특성 및 이점에 대한 추가적인 이해가 상세한 설명의 나머지 부분 및 도면을 참조하여 명백하게 될 것이다.

상세한 설명

본 발명은, 그 개시가 본 명세서에 명백하게 참고로 포함된 2007년 4월 13일 출원된 미국 출원 제11/735,194호에 개시된 바와 같이, 잠재적으로는 수술적 개입없이 위내 풍선을 원격으로 디플레이팅하는 것과 함께, 위내 풍선 내에서 및 주변에서 압력과 같은 상태를 감지하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

도 1 내지 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 위내 풍선이 나타나있다. 위내 풍선(10)은 쉘(12), 충전 밸브(fill valve)(14), 및 원격 디플레이션 밸브(16)를 포함한다.

이식(implantation) 시에, 팽창되지 않은 상태의 풍선(10)을 위 내의 원하는 위치에 배치한다. 일단 풍선(10)이 배치되면 충전 밸브(14)를 사용하여 팽창시킬 수 있으며, 당업자는 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된 발명의 명칭이 "투 웨이 슬릿 밸브(Two Way Slit Valve)"인 공히 양도된 미국 특허 공개 제2006-0142700호에 개시된 것과 같은, 풍선을 팽창시키기 위한 몇몇 상이한 방법들이 있다는 것을 알 것이다.

이식 후에, 풍선을 제거하기에 바람직하게 될 수 있다. 풍선을 제거하기 위해서는 우선, 풍선을 디플레이팅해야만 한다. 일단 디플레이팅되면, 풍선이 디플레이션시 자연적으로 몸을 통과하게 될 수 있거나, 또는 대안적으로 최소의 침입적 위내시경 절차를 사용하여 풍선을 수술적으로 제거할 수 있다. 본 발명은 디플레이팅된 위내 풍선 및 통합형(integrated) 원격 디플레이션 밸브가, 함께 아니면 개별적으로, 사람 신체를 자연적으로 통과할 수 있도록 디자인된다.

도 2a 및2b를 참조하면, 본 발명의 원격 디플레이션 밸브의 일 실시 형태가 나타나있다. 원격 디플레이션 밸브(16)는 밀봉 플러그(30), 가열 요소(들)(31), 마이크로전자기기 제어기(microelectronic control)(32), 및 전원(33)으로 구성된다. 전원(33)은 배터리, 캐패시터, 인덕션 코일, 캐피시터에 저장되는 신체 움직임에 의한 동력학적 에너지 생성, 연료 전지, 신체의 화학에 의해 전력공급되는 전원, 또는 온도 변화에 의해 전력공급되는 전원을 포함할 수 있다. 밀봉 플러그(30)는 적합한 의료용 왁스, 예를 들어, 파라핀으로 형성되거나, 또는 저온 용융 중합체로도 형성될 수 있다. 임의의 유형의 적합한 의료용 왁스, 예를 들어, 파라핀이 밀봉 플러그(30)를 위해 사용될 수 있다.

의사가 이식된 풍선을 디플레이팅하기를 원하는 시점에, 환자가 의사의 진료실에 외래 세팅으로 방문할 수 있다. 디플레이션 밸브(16)를 개방하기 위하여, 의사는 도 9에 도시된 바와 같은 원격 제어기(100)를 사용하여 밸브 개방 메커니즘을 원격으로 그리고 체외에서 활성화한다. 의사가 환자의 위 근처에 원격 제어기(100)를 대고, 버튼(101)을 누르면, 원격 제어기(100)가 라디오파, 초음파, 또는 복강의 조직을 통해 위내 풍선으로 작은 활성화 신호를 송신하기에 적합한 다른 파로 구성될 수 있는 활성화 신호를 내보낸다.

마이크로전자기기 제어기(32)는 원격 제어기(100)로부터 활성화 신호를 수신하기 위한 안테나(도시하지 않음)를 갖는다. 활성화 신호를 수신하면, 마이크로전자기기 제어기는 전원(33)의 전력을 사용하여 가열 요소(들)(31)의 온도를 증가시키기 시작한다. 니크롬, 스테인리스 강, 구리, 금과 같은 재료, 또는 다른 이러한 재료들을 사용하는 금속 필름 가열 요소를 가열 요소를 가열 요소(들)(31)를 위해 사용할 수 있다. 가열 요소(들)(31)의 온도가 증가하기 시작하면, 밀봉 플러그(30)가 용융하기 시작한다. 이상적으로는, 밀봉 플러그의 융점은 위 안의 온도보다 다소 높아서, 정상적인 작동 환경에서는 밸브가 밀봉된 채로 있는 것이 보장될 것이다.

밀봉 플러그가 용융하기 시작하면, 이것은 위 안으로 방출되고/되거나 컨투어링(contoured) 저장소로 구성될 수 있는 위킹(wicking) 표면(34) 상에 수집된다. 이상적으로는, 왁스가 용융하고, 신속한 켄치(quench) 냉각 및 장을 통한 통과를 위해 위 안으로 방출될 것이다. 위킹 표면(34) 상에 왁스 또는 다른 밀봉 재료를 수집하면, 모세관(35)을 막는 것을 방지하고 위내 풍선(10) 내에 담긴 유체가 풍선 밖으로 흘러나올 수 있도록 한다. 일단 밀봉 플러그가 완전히 용융하고 위 안으로 방출되고/되거나 위킹 표면(34) 상에 수집되면, 모세관(35)에 의해서 밸브 개구(36)(도 2b)를 통해 풍선 내부에 담긴 유체의 자유로운 유동이 가능하다. 위벽의 정상적인 운동 및 수축을 통해, 풍선 내에 담긴 유체가 배출되어 신체를 통과해 배설가능한 크기로 풍선이 줄어들 것이다. 마이크로전자기기, 가열 요소 및 전원은 환자에게 어떠한 위험도 주지 않도록 밸브 구조체 내에 안전하게 수용된다.

밀봉 플러그의 용융을 위해 가열 요소를 제어하는 기능을 수행하는 것 외에, 마이크로전자기기 제어기(32)는 원격 제어기(100)와 통신하여 디플레이션 메커니즘이 활성화되었음을 확인할 수 있다. 확인 신호를 수신한 후에, 의사 및 환자는 장치의 배설의 진행상황을 추적할 수 있다.

도 3a 및 3b를 참조하면, 본 발명의 원격 디플레이션 밸브의 다른 실시 형태가 나타나있다. 원격 디플레이션 밸브(26)는 형상 기억 스프링(41), 플러그(42), 및 모세관(43)으로 구성된다. 니티놀(NITINOL)이 본 발명에 사용되는 스프링을 위해 적합한 한 가지 재료이지만, 강(예를 들어, 스테인리스 강, 크롬, 티타늄 등)을 포함하는, 많은 형상기억 합금 또는 중합체, 또는 스프링 재료가 사용될 수 있다.

본 실시 형태에서 논의되는 밸브 매커니즘과 마찬가지로, 의사가 풍선을 디플레이팅하기를 원하는 시점에, 환자가 의사의 진료실에 외래 세팅으로 방문할 수 있다.

디플레이션 밸브(26)를 개방하기 위하여, 의사는 원격 제어기(100)(도시하지 않음)를 사용하여 체외에서 디플레이션 메커니즘을 활성화한다. 스프링은 원격 제어기로부터 인덕션(induction)에 의해 원격으로 가열될 수 있거나, 또는 활성화 신호를 수신하고 앞선 실시 형태에서 설명된 것들과 유사한 가열 요소를 제어하기 위한 마이크로전자기기를 대안적으로 포함할 수 있다.

활성화 방법과 상관없이, 스프링(41)은 가열시 수축하여 플러그(42)를 놓여있는 위치 밖으로 잡아당겨 저장소(44) 안으로 빼낸다. 이는 채널(45)이 개방되게 하므로, 풍선 안에 담긴 유체가 모세관(43) 및 개방 채널(45)을 통해 풍선 밖으로 유동할 수 있다. 도 3b는 개방 상태의 밸브 메커니즘을 나타낸다. 위에 의해서 풍선에 정상적으로 가해지는 압력 때문에, 풍선에 담긴 유체는 모세관 및 개방 채널을 통해 위 안으로 자유롭게 유동할 것이므로, 풍선이 디플레이팅된다. 디플레이팅된 위내 풍선은 그 후에 몸 밖으로 배설된다.

형상기억 스프링을 플러그에 영구적으로 고정하는 대신에, 왁스 또는 일부 다른 유사한 생분해성 재료로 구성된 플러그에 스프링을 탈착가능하게 고정할 수 있다. 이러한 방식에서, 스프링이 가열되어 형상이 변화하는 경우, 생분해성 플러그를 위 내로 탈출시켜 풍선이 배수되게 하는 데 사용할 수 있다. 그 후에, 디플레이팅된 위내 풍선은 체외로 배설될 것이다.

도 4a, 4b, 5a 및 5b를 참조하면, 본 발명의 원격 디플레이션 밸브의 다른 실시 형태가 나타나있다. 도 4a 및 4b는 원격 디플레이션 밸브의 측단면도를 나타내는 한편, 도 5a 및 5b는 동일한 밸브의 측면도를 나타낸다. 원격 디플레이션 밸브(56)는 형상 기억 엑츄에이터(61), 장애물(62), 슬릿 밸브(63) 및 스프링 칼라(64)로 구성된다. 앞서 논의된 바와 같이, 니티놀이 본 발명의 액츄에이터를 위해 적합한 한 가지 재료이지만, 많은 형상기억 합금 또는 중합체가 사용될 수 있다.

디플레이션 밸브(56)를 개방하기 위하여, 의사는 원격 제어기(100)를 사용하여 밸브 개방 메커니즘을 원격으로 그리고 체외로부터 활성화한다. 액츄에이터(61)는 인덕션에 의해 원격으로 가열될 수 있거나 또는 대안적으로 원격 디플레이션 밸브는 마이크로전자기기 및 가열 요소를 포함할 수 있다.

활성화 방법과 상관없이, 액츄에이터(61)는, 활성화될 때, 장애물(62)을 밸브 개구 밖으로 밀어낸다. 제 위치에 있을 때, 장애물(62)은 도 4a 및 도 5a에 나타난 바와 같이, 스프링 칼라(64)가 그의 개방 위치에 고정되게 함으로써 슬릿 밸브(63)가 개방되는 것을 방지하도록 제공된다. 일단 장애물(62)이 밸브 개구로부터 제거되면, 슬릿 밸브(63) 아래에 위치한 스프링 칼라(64)가 수축한다. 스프링 칼라(64)의 수축은 도 4b 및 도 5b에 나타난 바와 같이 슬릿 밸브(63)가 개방되게 한다. 이제 슬릿 밸브(63)가 개방되어, 풍선 내에 담긴 유체가 채널(65)을 통해 유동하여 슬릿 밸브 개구(66)를 통해 밖으로 유동한다. 게다가, 위내 풍선은 압력 하에 있기 때문에, 위의 정상적인 운동으로 인하여, 풍선에 담긴 유체가 개방된 슬릿 밸브(63)를 통해 위 안으로 자유롭게 유동할 것이므로, 풍선이 디플레이팅된다. 디플레이팅된 위내 풍선은 그 후 체외로 배설된다.

도 6a 및 6b를 참조하면, 본 발명의 원격 디플레이션 밸브의 다른 실시 형태의 내부 단면도가 나타나있다. 원격 디플레이션 밸브(76)는 형상 기억 합금 절단 와이어 메커니즘(81), 밀봉 플러그(82), 및 모세관(83)으로 구성된다. 니티놀이 이러한 실시 형태에서 사용되나, 많은 적합한 형상 기억 합금이 사용될 수 있다.

논의된 앞선 실시 형태와 마찬가지로, 밸브(76)를 개방하기 위하여, 의사는 원격 제어기(100)(도 9)를 사용하여 밸브 개방 메커니즘을 원격으로 그리고 체외로부터 활성화한다. 이러한 실시 형태에서, 원격 디플레이션 밸브(76)는 마이크로전자기기(도시하지 않음), 배터리 또는 다른 전원(도시하지 않음) 및 형상 기억 합금 절단 와이어 (84)(도 7a 내지 7d)를 가열하기 위한 가열 요소(들)(85)(도 7a 내지 7d)를 포함한다. 논의된 앞선 실시 형태와 마찬가지로, 그러나, 형상 기억 합금 절단 와이어는 인덕션에 의해서 가열될 수 있다.

도 7a, 7b, 7c, 및 7d는 절단 와이어 메커니즘(84)의 평면도이다. 가열 요소에 의해서 열이 가해짐에 따라, 형상 기억 요소는 모양을 바꾸기 시작한다. 도 7a는 열을 가하기 전의 형상 기억 요소 절단 와이어(84)를 나타낸다. 열을 가하기 전에, 형상 기억 요소 절단 와이어(84)는 구부러진 L-형상이고 그 구부러진 부분은 왁스 플러그(82)의 바깥쪽 둘레에 놓인다. 도 7a의 L-형상인 형상 기억 요소 절단 와이어(84)를 대신하여, 도 7c에 나타낸 바와 같이, 왁스 플러그(82)를 완전히 에워싸는 루프 형상일 수 있다.

이러한 실시 형태에서, 형상 기억 요소 절단 메커니즘(81)은 원격 제어기(100)(도 9)로부터 수신되는 신호에 의해서 활성화된다. 활성화 신호를 수신할 때, 마이크로전자기기 제어기 (도시하지 않음)은 전원(도시하지 않음)으로부터의 전력을 사용하여 가열 요소(들)(85)의 온도를 증가시키기 시작한다. 열이 가해진 결과로 형상 기억 요소 절단 와이어(84)가 형상을 바꾸기 시작하므로, 와이어가 밀봉 플러그(82)를 관통하여 슬라이싱한다. 도 7b 및 7d는 밀봉 플러그(82)를 관통하여 절단한, 열이 가해진 후 형상이 변형된 형상 기억 합금 절단 와이어(84)를 나타낸다. 도 7a는 L-형상 형태의 형상 기억 합금 절단 와이어를 나타내는 한편, 도 7c는 루프 형상 형태의 형상 기억 합금 절단 와이어를 나타낸다.

밀봉 플러그(82)가 밸브로부터 분리되면, 이제 모세관(83)(도6b)이 개방되어 위내 풍선 안에 담긴 유체가 풍선 밖으로 배출된다. 게다가, 위내 풍선은 압력 하에 있기 때문에, 위의 정상적인 운동으로 인하여, 풍선에 담긴 유체가 모세관을 통해 위 안으로 자유롭게 유동할 것이므로, 풍선이 디플레이팅된다. 디플레이팅된 위내 풍선은 그 후 체외로 배설된다.

도 8a 및 8b를 참조하면, 원격 디플레이션 메커니즘을 포함하는 본 발명의 위내 풍선의 다른 실시 형태가 나타나있다. 위내 풍선(90)은 쉘(97), 밸브(91), 밸브/풍선 접합(92), 가열 요소(93), 절단 와이어(94), 마이크로전자기기 제어기(95), 및 전원(96)을 포함한다.

위내 풍선의 밸브를 개방하는 원격 디플레이션 메커니즘을 사용하기 보다는 오히려, 도 8a 및 8b에 나타낸 본 발명의 실시 형태는 전체 밸브를 풍선의 나머지 부분으로부터 분리하기 위한 디플레이션 메커니즘을 사용한다.

상기에 기재된 절차와 유사하게, 의사가 풍선을 디플레이팅하기를 원하는 시점에, 환자가 의사의 진료실에 외래 세팅으로 방문할 수 있다. 위내 풍선(90)이 디플레이팅되게 하기 위하여, 의사는 원격 제어기(100)(도 9)를 사용하여 밸브 개방 메커니즘을 원격으로 그리고 체외로부터 활성화한다. 의사가 환자의 위 근처에 원격 제어기(100)를 대고, 버튼(101)을 누르면, 원격 제어기(100)가 활성화 신호를 마이크로전자기기 제어기(95)로 내보낸다.

마이크로전자기기 제어기(95)는 원격 제어기(100)로부터 활성화 신호를 수신하기 위한 안테나(도시하지 않음)를 갖는다. 활성화 신호를 수신하면, 마이크로전자기기 제어기는 전원(96)의 전력을 사용하여 가열 요소(들)(93)의 온도를 증가시키기 시작한다. 가열 요소를 포함하는 상기에 논의된 실시 형태와 유사하게, 니크롬, 스테인리스 강, 구리, 금과 같은 재료, 또는 다른 이러한 재료들을 사용한 금속 필름 가열 요소가 가열 요소(들)(93)를 위해 사용될 수 있다. 가열 요소(들)(93)의 온도가 증가함에 따라, 절단 와이어(94)의 온도가 또한 증가하기 시작한다. 절단 와이어의 증가된 온도는 밸브/풍선 접합(92)이 저하되게 하여, 그 결과로 쉘(97)로부터 밸브(91)가 분리된다. 일단 밸브/풍선 접합(92)이 파괴되고 밸브가 쉘로부터 분리되면, 풍선 내에 담긴 유체가 두 지점의 분리에 의해서 생성된 개구(98)(도 8b 참조)를 통해 자유롭게 유동한다. 위벽의 정상적인 운동 및 수축을 통해, 풍선 내에 담긴 유체가 배출되어 신체를 통과할 수 있는 크기로 풍선이 줄어들 것이다. 마이크로전자기기, 가열 요소(들) 및 전원은 환자에게 어떠한 위험도 주지 않도록 밸브 구조체 내에 안전하게 수용된다. 전체 위내 풍선이 이제 두 조각-비어있는 쉘 및 자급식(self-contained) 밸브 어셈블리-으로 분리될 수 있기 때문에, 풍선 및 밸브의 배설이 용이하게 된다.

기재된 앞선 실시형태와 마찬가지로, 가열 요소를 제어하는 기능을 수행하는 것 외에, 마이크로전자기기 제어기(95)는 원격 제어기(100)와 통신하여 디플레이션 메커니즘이 활성화되었음을 확인할 수 있다. 확인 신호를 수신한 후에, 의사 및 환자는 장치의 배설의 진행상황을 추적할 수 있다.

도 10a 및 10b를 참조하면, 원격 디플레이션 메커니즘을 포함하는 본 발명의 위내 풍선의 다른 바람직한 실시형태가 나타나있다. 위내 풍선(109)은 쉘(100) 및 밸브 캡슐(111)로 구성된다. 밸브 캡슐(111)은 밸브(112), 형상기억 토션 스프링(113), 및 연합 마이크로전자기기 제어기 및 전원(115)으로 구성된다. 도 10a는 또한 위내 풍선(109)의 부피를 조절하기 위한 조절 툴(121)을 나타낸다.

위내 풍선의 밸브를 개방하는 원격 디플레이션 메커니즘을 사용하기보다는 오히려, 도 10a 및 10b에 나타나있는 본 발명의 실시형태는 전체 밸브 캡슐을 풍선의 나머지 부분으로부터 분리하는 디플레이션 메커니즘을 사용한다. 팽창시, 밸브 캡슐(111)은 형상기억 토션 스프링(113)에 의해서 가해진 압력에 의해서 풍선 칼라(114)에 단단히 고정되어, 밸브 캡슐과 풍선 칼라 사이에 밀봉을 생성한다.

상기한 다양한 절차와 유사하게, 의사가 풍선을 디플레이팅하기 원하는 시점에, 환자가 의사의 진료실에 외래 세팅으로 방문할 수 있다. 위내 풍선(109)을 디플레이팅하기 위하여, 의사는 원격 제어기(100)(도 9)를 사용하여 밸브 개방 메커니즘을 원격으로 체외에서 활성화한다. 의사가 원격 제어기(100)를 환자의 위 근처에 대고, 버튼을 누르면, 원격 제어기(100)가 연합 마이크로전자기기 제어기 및 전원(115)으로 활성화 신호를 내보낸다.

연합 마이크로전자기기 제어기 및 전원(115)은 원격 제어기(100)로부터 활성화 신호를 수신하기 위한 안테나(도시하지 않음)를 갖는다. 활성화 신호를 수신하면, 연합 마이크로전자기기 제어기 및 전원이 전력을 사용하여 토션 스프링(113)에 연결된 가열 요소(들)(도시하지 않음)의 온도를 증가시키기 시작한다. 가열 요소를 포함하는 상기에 논의된 실시형태와 유사하게, 니크롬, 스테인리스 강, 구리, 금과 같은 재료, 또는 다른 이러한 재료들을 사용하는 금속 필름 가열 요소가 가열 요소(들)에 사용될 수 있다. 가열 요소(들)의 온도가 증가하기 시작하면, 형상기억 토션 스프링(113)의 온도가 또한 증가하기 시작하고, 그에 의해서 스프링이 변형되어 직경이 감소하게 된다. 직경이 감소함에 따라, 밸브 캡슐(111)과 풍선 칼라(114) 사이의 밀봉이 파괴된다.

일단 풍선 칼라(114)와 밸브 캡슐(111) 사이의 밀봉이 파괴되고 밸브 캡슐이 쉘로부터 분리되면, 풍선 내에 담긴 유체가 두 지점의 분리에 의해 생성된 개구(116)(도 10b)를 통해 자유롭게 유동한다. 위벽의 정상적인 운동 및 수축을 통해, 풍선 내에 담긴 유체가 배출되어 신체를 통과할 수 있는 크기로 풍선이 줄어들 것이다. 연합 마이크로전자기기 및 전원 및 가열 요소(들)은 환자에게 어떠한 위험도 주지 않도록 밸브 캡슐 내에 안전하게 수용된다. 전체 위내 풍선이 이제 두 조각-비어있는 쉘 및 자급식 밸브 캡슐-으로 분리될 수 있기 때문에, 풍선 및 밸브의 배설이 용이하게 된다.

기재된 앞선 실시형태와 마찬가지로, 가열 요소를 제어하는 기능을 수행하는 것 외에, 연합 마이크로전자기기 제어기 및 전원(115)은 원격 제어기(100)와 통신하여 디플레이션 메커니즘이 활성화되었음을 확인할 수 있다. 확인 신호를 수신한 후에, 의사 및 환자는 장치의 배설의 진행상황을 추적할 수 있다.

도 11을 참조하면, 원격 디플레이션 메카니즘을 포함하는 본 발명의 위내 풍선의 다른 바람직한 실시형태가 나타나있다. 위내 풍선(129)은 쉘(130) 및 밸브 캡슐(131)로 구성된다. 밸브 캡슐(131)은 밸브(132) 및 연합 마이크로전자기기 제어기 및 전원(135)으로 구성된다. 쉘(130)은 칼라(136), 가열 요소(137), 및 형상기억 절단 요소(138)로 구성된다. 도 11은 또한 위내 풍선(129)의 부피를 조절하기 위한 조절 툴(141)을 나타낸다.

앞서 논의된 몇몇 다른 실시형태와 마찬가지로, 위내 풍선의 밸브를 개방하는 원격 디플레이션 메커니즘을 사용하기보다는 오히려, 도 11에 나타나있는 본 발명의 실시형태는 전체 밸브 캡슐을 풍선의 나머지 부분으로부터 분리하는 디플레이션 메커니즘을 사용한다. 팽창시, 밸브 캡슐(131)은 형상기억 요소(138)에 의해서 가해진 압력에 의해서 풍선 칼라(114)에 단단히 고정되어, 밸브 캡슐과 풍선 칼라 사이에 밀봉을 생성한다.

상기한 다양한 절차와 유사하게, 의사가 풍선을 디플레이팅하기 원하는 시점에, 환자가 의사의 진료실에 외래 세팅으로 방문할 수 있다. 위내 풍선(129)을 디플레이팅하기 위하여, 의사는 원격 제어기(100)(도 9)를 사용하여 밸브 개방 메커니즘을 원격으로 체외에서 활성화한다. 의사가 원격 제어기(100)를 환자의 위 근처에 대고, 버튼을 누르면, 원격 제어기(100)가 연합 마이크로전자기기 제어기 및 전원(135)으로 활성화 신호를 내보낸다.

연합 마이크로전자기기 제어기 및 전원(135)은 원격 제어기(100)로부터 활성화 신호를 수신하기 위한 안테나(도시하지 않음)를 갖는다. 활성화 신호를 수신하자마자, 연합 마이크로전자기기 제어기 및 전원이 전력을 사용하여 형상기억 절단 요소(138)에 연결된 가열 요소(들)(137)의 온도를 증가시키기 시작한다. 가열 요소를 포함하는 상기에 논의된 실시형태와 유사하게, 니크롬, 스테인리스 강, 구리, 금과 같은 재료, 또는 다른 이러한 재료들을 사용하는 금속 필름 가열 요소가 가열 요소(들)를 위해 사용될 수 있다. 가열 요소(들)의 온도가 증가하기 시작하면, 형상기억 절단 요소(138)의 온도가 또한 증가하기 시작하고, 그에 의해서 절단 요소가 풍선 칼라(136)를 통과하여 절단한다. 풍선 칼라(136)가 완전히 절단되어, 밸브 캡슐(131)과 풍선 칼라(136) 사이의 밀봉이 파괴된다.

일단 풍선 칼라(136)와 밸브 캡슐(131) 사이의 밀봉이 파괴되고 밸브 캡슐이 쉘로부터 분리되면, 풍선 내에 담긴 유체가 두 지점의 분리에 의해 생성된 개구를 통해 자유롭게 유동한다. 위벽의 정상적인 운동 및 수축을 통해, 풍선 내에 담긴 유체가 배출되어 신체를 통과해 배설가능한 크기로 풍선이 줄어들 것이다. 연합 마이크로전자기기 및 전원 및 가열 요소(들)는 환자에게 어떠한 위험도 주지 않도록 밸브 캡슐 내에 안전하게 수용된다. 전체 위내 풍선이 이제 두 조각-비어있는 쉘 및 자급식 밸브 캡슐-으로 분리될 수 있기 때문에, 풍선 및 밸브의 배설이 용이하게 된다. 본 명세서에 기재된 절단 메커니즘의 대안으로서, 원격 디플레이션 메커니즘은 풍선 디플레이션 메커니즘이 개시될 때까지 밸브 캡슐을 제자리에 고정하는 칼라 내에 수용된 기계적 시스템(예컨대, 토션 스프링)으로 구성될 수 있다.

기재된 앞선 실시형태와 마찬가지로, 가열 요소를 제어하는 기능을 수행하는 것 외에, 연합 마이크로전자기기 제어기 및 전원(135)은 원격 제어기(100)와 통신하여 디플레이션 메커니즘이 활성화되었음을 확인할 수 있다. 확인 신호를 수신한 후에, 의사 및 환자는 장치의 배설의 진행상황을 추적할 수 있다.

본 발명의 장치가 쉽게 배설될 것을 보장하기 위하여, 본 발명의 위내 풍선은 얇은, 고도의 내산성 쉘 재료로 구성될 수 있다. 또한, 위내 풍선은 매끄럽게 장을 통과하기 위한 탄환 형상으로 접히는 것(collapse)을 조장하도록 형상화될 수 있다. 이러한 형상은 팽창된 때에는 실질적으로 구형 또는 타원형으로 펼쳐지지만 원격 디플레이션 메커니즘이 시작된 때에는 작은 접혀진 형상으로 줄어드는, 쉘 내에 예비형성된 회선(convolution)에 의해 생성될 수 있다.

원격 제어기는 LCD 디스플레이 및/또는 유사한 유형의 디스플레이 및 장치를 작동시키기 위한 제어기 패널, 예를 들어, 키보드 또는 터치스크린을 특징으로 할 수 있는 핸드헬드 제어기 유닛의 형태를 취할 수 있다. 원격 제어기는 작업자가 위내 풍선의 크기, 환자 성명, 이식 담당 의사, 및 이식된 날짜와 같은 중요한 정보를 메모리에 포함하도록 마이크로전자기기를 프로그래밍(또는 판독/결정)할 수 있게 해주는 일련의 메뉴를 특징으로 할 수 있다. 원격 제어기는 라디오파를 통한 원격 측정법(telemetry)을 통해 센서와 통신할 수 있다. FDA 및 세계적으로 인식되는 통신 대역(WMTS 402-405 Mhz)을 일부 실시형태에 사용할 수 있으며, 인증 절차(예컨대, 디지털 핸드쉐이크 신호(digital handshake signal), PIN 검증, 또는 다른 유사한 검증 절차)를 사용하여 장치가 뜻하지 않게 접속되거나 원격 제어기 이외의 다른 제어 메커니즘에 의해서 제어되지 않을 수 있도록 보장할 수 있다. 원격측정 제어기 신호는 대략 발로부터 또는 아마도 환자로부터 더 먼 거리로부터 보낼 수 있고, 전형적으로 센서를 쿼리(query)하기 위하여 또는 그 파라미터를 변화시키기 위하여 환자가 탈의할 필요가 없다. 원격 제어기는 바람직하게는 정보를 위내 풍선에 포함된 마이크로전자기기에 판독 및 기록할 수 있다. 원격 제어기는 또한 권한이 없는 자가 장치를 쿼리하는 것을 방지하기 위하여 암호 제어될 수 있다. 시청각 출력을 포함할 수 있는, 원격 제어기의 디스플레이는 전형적으로 원격 디플레이션 밸브의 상태의 감지된 파라미터 또는 물리적 파라미터를, 이러한 파라미터가 "개방"인지 "폐쇄"인지 디스플레이 또는 출력하거나, 또는 원격 제어기가 모니터링하도록 조정된 임의의 다른 물리적 파라미터를 디스플레이 또는 출력할 것이다.

실시예

하기 실시예는 본 발명의 방법 및 장치를 사용하는 다양한 절차를 기재한다.

실시예 1- 밀봉 플러그를 포함하는 위내 풍선의 원격 디플레이션

본 실시예에서, 환자는 이전에 위내 풍선이 위 내에 삽입된 과체중 남성이었다. 위내 풍선은 6개월 동안의 처치의 전과정 동안 이식되어 있었고, 의사는 풍선을 제거할 준비를 하였다.

외래 세팅으로 의사의 진료실에서 풍선의 제거를 실시하였다. 본 실시예에 사용된 원격 디플레이션 밸브에 대해서는 도 2a 및 2b를 참조한다.

디플레이션 밸브(16)를 개방하기 위하여, 의사는 도 9에 도시된 것과 같은 원격 제어기(100)를 사용하여 체외에서 원격 디플레이션 메커니즘을 활성화하였다. 의사가 원격 제어기(100)를 환자의 위 근처에 대고, 버튼을 누르자, 원격 제어기(100)가 활성화 신호를 환자의 조직을 통과해 마이크로전자기기 제어기(32)로 내보냈다.

활성화 신호를 수신했을 때, 마이크로전자기기 제어기(32)는 배터리(33)로부터의 전력을 사용하여 가열 요소(들)(31)의 온도를 증가시키기 시작하였다. 가열 요소(들)(31)의 온도가 증가하기 시작함에 따라, 왁스 플러그(30)가 용융하기 시작하였다.

왁스가 용융하기 시작하여, 위킹 표면(34) 상에 수집되었다. 위킹 표면(34) 상의 왁스의 수집은 왁스가 모세관(35)을 막는 것을 방지하였고 위내 풍선(10)에 담긴 유체가 풍선 밖으로 유동하게 하였다. 일단 왁스가 용융되어 위킹 표면(34) 상에 수집되면, 모세관(35)에 의해 풍선 안에 담긴 유체가 밸브 개구(36)를 통해 자유롭게 유동할 수 있었다. 또한, 일단 왁스가 용융되면, 마이크로전자기기 제어기(32)가 확인 신호를 원격 제어기(100)로 보내어, 의사 및 환자에게 디플레이션 장치가 활성화되었음을 알렸다.

위벽의 정상적인 운동 및 수축을 통해, 풍선은 그 안에 담긴 염수를 배출하였고 사람 신체를 통과할 수 있는 크기로 줄어들었다. 마이크로전자기기, 가열 요소, 및 배터리는 밸브 구조체 내에 안전하게 수용되어 환자에게 어떠한 위험도 주지 않았다.

확인 신호를 수신하면, 환자는 이제 의사의 진료실을 떠나 집으로 돌아갔다. 환자가 위내 풍선의 배설을 추적하였고 배설되었을 때 의사에게 알렸다.

실시예 2 - 분리가능한 밸브를 포함하는 위내 풍선의 원격 디플레이션

본 실시예에서, 환자는 이전에 위내 풍선이 위 내에 이식된 과체중 여성이었다. 이식 후에, 환자는 메스꺼움, 구토 및 일반적인 복부 불쾌감을 포함하는, 이식으로 인한 상당한 바람직하지 못한 부작용을 경험하였다. 그러므로, 환자는 원격 디플레이션 메커니즘을 활성화하여 풍선을 배설되게 할 것을 원하였다.

실시예 1에서와 마찬가지로, 풍선 제거는 외래 세팅으로 의사의 진료실에서 실시하였다. 본 실시예에 사용된 원격 디플레이션 메커니즘에 대해서는 도 8a 및 도 8b를 참조한다.

위내 풍선(90)을 디플레이팅하기 위하여, 의사는 도 9에 도시된 것과 같은 원격 제어기(100)를 사용하여 원격 디플레이션 메커니즘을 활성화하였다. 의사가는 원격 제어기(100)를 환자의 위 근처에 놓고 버튼을 누르자, 원격 제어기(100)가 활성화 신호를 복강의 조직을 통과해 마이크로전자기기 제어기(95)로 내보냈다.

마이크로전자기기 제어기(95)는 원격 제어기(100)로부터 활성화 신호를 수신하기 위한 안테나를 가졌다. 활성화 신호를 수신했을 때, 마이크로전자기기 제어기는 배터리(96)로부터의 전력을 사용하여 가열 요소(들)(93)의 온도를 증가시키기 시작하였다. 가열 요소(들)(93)의 온도가 증가하기 시작함에 따라, 절단 와이어(94)의 온도가 또한 증가하기 시작하였다. 절단 와이어의 증가된 온도는 밸브/풍선 접합(92)이 저하되게 하여, 그 결과로 밸브(91)가 쉘(97)로부터 분리되었다.

밸브/풍선 접합(92)이 파괴되어 쉘로부터 분리되었을 때, 위의 정상적인 운동에 의해 풍선 내에 담긴 유체가 개구(98)를 통과해 자유롭게 유동하게 되었다. 위 벽의 정상적인 운동 및 수축에 의해 위내 풍선은 그 안에 담긴 유체를 완전히 배출하고 사람 신체를 통과할 수 있는 크기로 줄어든다. 마이크로전자기기, 가열 요소 및 배터리는 밸브 구조체 내에 안전하게 수용되어 환자에게 어떠한 위험도 주지 않았다. 전체 위내 풍선은 이제 2개의 분리된 조각을 포함하기 때문에, 풍선 및 밸브의 배설이 용이하게 되었다.

일단 밸브/풍선 접합이 파괴되면, 마이크로전자기기 제어기(95)가 원격 제어기(100)로 확인 신호를 보내어 디플레이션 메커니즘이 활성화되었음을 확인하였다. 원격 제어기에 의해 확인 신호를 수신한 후에, 절차를 완료하였고 환자는 집으로 돌아가서 쉘 및 밸브 어셈블리가 소화계를 통과해 배설될 때까지 기다릴 수 있었다. 환자는 위내 풍선의 배설을 추적하였고 배설되었을 때 의사에게 알렸다.

실시예 3 - 밸브 캡슐을 포함하는 위내 풍선의 원격 디플레이션

본 실시예에서, 환자는 이전에 위내 풍선이 위 내에 삽입된 과체중 남성이었다. 위내 풍선은 6개월 동안의 처치의 전과정 동안 이식되어 있었고, 의사는 풍선을 제거할 준비를 하였다.

외래 세팅으로 의사의 진료실에서 풍선의 제거를 실시하였다. 본 실시예에 사용된 원격 디플레이션 밸브에 대해서는 도 10a 및 10b를 참조한다.

풍선(109)을 디플레이팅하기 위하여, 의사는 도 9에 도시된 것과 같은 원격 제어기(100)를 사용하여 체외에서 원격 디플레이션 메커니즘을 활성화하였다. 의사가 원격 제어기(100)를 환자의 위 근처에 대고, 버튼을 누르자, 원격 제어기(100)가 활성화 신호를 환자의 조직을 통과해 연합 마이크로전자기기 제어기 및 전원(115)으로 보냈다.

활성화 신호를 수신하였을 때, 연합 마이크로전자기기 제어기 및 전원(115)은 전력을 사용하여, 토션 스프링(113)에 연결된 가열 요소(들)(도시하지 않음)의 온도를 증가시키기 시작하였다. 가열 요소(들)의 온도가 증가하기 시작함에 따라, 형상기억 토션 스프링(113)의 온도가 증가하기 시작하였고, 그에 의해서 스프링이 변형하여 직경이 감소하였다. 직경이 감소함에 따라, 밸브 캡슐(11)과 풍선 칼라(114) 사이의 밀봉이 파괴되었다. 밸브 캡슐이 쉘로부터 분리되었고, 풍선 내에 담긴 유체가 두 지점의 분리에 의해 생성된 개구(116)(도 10b)를 통과해 자유롭게 유동하였다.

위벽의 정상적인 운동 및 수축을 통해, 풍선은 그 안에 담긴 염수를 배출하였고 사람 신체를 통과할 수 있는 크기로 줄어들었다. 연합 마이크로전자기기 제어기 및 전원 및 가열 요소는 밸브 캡슐 내에 안전하게 수용되어 환자에게 어떠한 위험도 주지 않았다.

확인 신호를 수신하면, 환자는 이제 의사의 진료실을 떠나 집으로 돌아갔다. 환자가 위내 풍선의 배설을 추적하였고 배설되었을 때 의사에게 알렸다.

더욱 효과적으로 위내 풍선의 사용을 관리하기 위하여, 본 발명은 또한 풍선 상의 센서를 사용하여 풍선의 내부 또는 외부의 상태를 모니터링한다. 사용될 수 있는 센서는 신체 상태를 모니터링하기 위한 압력, 온도, pH, 글루코오스, 위치, 및 다른 센서를 포함하다. 예를 들어, 위내 풍선 압력을 모니터링함으로써, 의사는 풍선이 손상되지 않은 채로 있으며 시스템에 누출이 없음을 검증할 수 있다. 센서는 원격으로 디플레이팅되는 상기한 풍선 상에 제공될 수 있으나, 또한 식도 카테터를 사용하여 통상적으로 디플레이팅되는 위내 풍선 상에서 유용할 수 있다. 즉, 상술한 위내 풍선 압력 센서는 임의의 위내 풍선 내의 압력 손실을 감지하는 데 유용하다. 마찬가지로, 본 명세서에 예시된 센서는 디플레이션 밸브 내에 포함되는 것으로 설명되어 있지만, 대안적으로는, 풍선의 쉘 벽에, 쉘 내부에, 또는 충전 밸브에 포함될 수 있다. 센서의 위치는 측정할 영역에 따라 좌우되며, 풍선 내부 상태를 모니터링하는 경우에는 쉘의 내부에 장착되거나 디플레이션 밸브의 바로 안쪽에 장착될 수 있다. 다중 센서를 포함하는 다양한 배열이 고려되며 당업자에 의해 결정된다.

언급된 바와 같이, 사용되는 특정 센서는 수많은 형태를 취할 수 있다. 예를 들어, 적합한 센서가 미국 특허 제7,141,016호 및 제7,160,258호에 기재되어 있으며, 이들은 본 명세서에 전체적으로 참고로 포함된다. 사용될 수 있는 임의의 센서가 체내로부터 외부 모니터로 신호를 전송할 수 있다. 마찬가지로, 예시적인 센서는 모니터(도시하지 않음)에 결합된 외부 수신기에 의해 감지될 수 있는 무선 라디오 주파수 (RF) 신호를 활동적으로 전송할 수 있는 송신기를 포함한다. 이러한 RF 통신 시스템의 상세는 본 기술 분야에 잘 알려져 있으며, 본 명세서에서는 추가로 설명하지 않는다.

다양한 센서로부터 데이터를 수집하기 위하여, 본 발명의 시스템은 센서를 원격으로 쿼리할 수 있는 외부 핸드헬드 장치를 포함한다. 예를 들어, 의사는 도 9에 나타낸 것과 같은 원격 제어기(100)를 사용해 하나 이상의 센서를 시뮬레이팅하여 압력 판독을 제공할 수 있다. 이러한 실시간 정보는 일상적인 체크업 시에 유용하며, 또한 디플레이션 순서 동안 유용하다. 마이크로칩에 연결된 센서는 데이터의 판독 및 기록이 가능할 수 있어서, 의사는 압력 정보 이력에 대해서 센서를 쿼리할 수 있으며, 풍선을 자가-조절하는 시스템에 조절 데이터를 추가할 수 있다. 센서는 또한 자체적인 쿼리 및 압력 데이터의 일상적인 기록이 가능하도록 내부 전원에 연결될 수 있다. 센서 및 동반되는 마이크로칩에는 자가-쿼리 및 이어지는 데이터 분석에 기초한 자가-진단 및 주기적인 자가-조절의 능력이 제공될 수 있다. 시스템의 이러한 방식의 작동은 시스템이 자체적으로 기능하고 있음을 보장하기 위하여 의사에 의한 주기적인 원격 제어와 연합하여 사용될 수 있다. 대안적으로, 장치가 성공적으로 제거된 후에 또는 환자를 통해 배설된 후에 진단 및 분석의 목적으로 압력 데이터를 다운로드할 수 있다.

도 12는 본 발명의 위내 풍선과 함께 사용될 수 있는 도 2a에 나타낸 원격 디플레이션 밸브(16)의 측단면도이다. 반복하면, 밸브(16)는 밀봉 플러그(30), 가열 요소(들)(31), 마이크로전자기기 제어기(32) 및 전원(33)을 포함한다. 추가로, 밸브(16)의 외부 마우스에, 밀봉 플러그(30) 바깥쪽에 위치한 센서(150)가 밸브(16)의 외부, 예를 들어, 환자의 위의 상태를 모니터링한다. 위 안의 압력을 모니터링함으로써, 의사는 연동운동에 변화가 있는지를 결정할 수 있으며, 따라서 추가적인 포만감을 유도하기 위해 풍선 부피를 증가 또는 감소시켜야만 하는 지를 결정할 수 있다.

추가로, 도 12는 모세관(35) 중 하나와 같이, 밀봉 플러그(30) 내부에 위치한 센서(152)를 예시한다. 내부 센서(152)는 풍선 내부의 상태를 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 풍선 압력을 모니터링함으로써, 의사는 풍선이 여전히 손상되지 않은 상태로 있으며, 시스템에 누출이 없음을 검증할 수 있다. 더욱이, 내부 센서(152)는 원격 디플레이션 작동이 성공적임을 검증하는 데 사용될 수 있다. 게다가, 센서(152)는 풍선 부피를 증가 또는 감소시켜야만 하는 지를 결정하기 위하여 풍선 내부 압력을 모니터링할 수 있다.

풍선 부피는 수동 방식, 예를 들어, 식도 카테터를 사용함으로써, 펌프(도시하지 않음)에 의해 원격으로, 또는 장성(tonicity)에 의해 조절될 수 있다. 장성에 의해 부피를 증가시키기 위해서, 반투과성 쉘을 갖는 풍선에 염을 첨가할 수 있다. 장성은 보통 혈액에 대한, 용액의 삼투압 또는 장력이다. 본 발명에서, 풍선 내의 유체의 삼투압은 풍선 바깥쪽 위 내의 체액의 삼투압에 대하여 조절될 수 있다. 따라서, 염이 첨가되면 시스템이 쉘 안쪽과 바깥쪽에서 평형에 도달하려고 하기 때문에 체액이 쉘 벽을 통과해 천천히 풍선 안으로 빨려들어간다. 추가로, 센서(150)가 압력을 모니터링하는 경우, 마이크로칩은 또한 포만감을 위한 요건을 충족시키는 알고리듬에 기초하여 풍선의 내부 및 외부에서 수집된 압력 데이터와 관련하여 풍선 부피 및 압력을 자가-조절하는 데 사용된다.

도 13은 본 발명의 위내 풍선과 함께 사용될 수 있는 도 3a의 원격 디플레이션 밸브(26)의 측단면도이다. 반복하면, 밸브(26)는 형상 기억 스프링(41), 플러그(42), 및 모세관(43)을 포함한다. 추가로, 밸브(26)의 외부 마우스에, 플러그(42) 바깥쪽에 위치한 센서(160)가 밸브(26)의 외부, 예를 들어, 환자의 위의 상태를 모니터링한다. 제2 센서(162)는 밸브(26)의 안쪽 표면에, 밸브가 부착된 풍선 쉘에 대해 안쪽에 위치한다(도시하지 않음). 센서(160, 162)는 도 12의 센서 (150, 152)와 동일한 기능을 제공한다.

도 14는 "개방" 상태로 나타낸 도 10a의 원격-디플레이팅 위내 풍선(129)의 측단면도이며, 여기서, 디플레이션 밸브(131) 내의 두 센서(170, 172)는 풍선 쉘(130)의 내부 및/또는 외부의 상태를 모니터링할 수 있으며, 위장관을 통과하는 동안 모니터링할 수 있다. 두 센서(170, 172)는 밸브(131) 내부에 위치하여 각각 밸브/쉘 조합의 외부 및 내부의 상태를 측정한다. 즉, 상기한 바와 같이, 센서들(170, 172)은 각각 쉘(130) 내부 또는 환자의 위 내부의 상태, 예를 들어, 압력을 모니터링하는 데 사용된다.

게다가, 디플레이션 밸브(131)가 쉘(130)로부터 분리된 후에, 밸브가 위장관을 통과함에 따라 그 안의 센서들(170, 172)은 상태를 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 센서들(170, 172)은 위장관을 따라 압력 측정치를 기록하여 협착, 성장, 또는 폐색과 같은 어떠한 이상을 감지할 수 있다.

도 15a는 본 발명의 위내 풍선 안 및 주변의 압력을 포함한 상태를 모니터링하기 위한 몇몇 기술을 설명하는 순서도이다. 센서가 위장관을 통과할때 압력을 모니터링할 수 있는 능력에 주목한다.

어느 정도 구체적으로 본 발명을 설명 및 예시하였지만, 당업자는 본 개시가 오직 예시에 의한 것이며, 하기에 청구된 것과 같은 본 발명의 진의 및 범주를 벗어남이 없이 부품들의 조합 및 배열에 있어서 많은 변형이 있을 수 있다는 것을 이해할 것이다.

Claims (15)

1. 그 안으로 도입되는 유체를 담기 위한 쉘;
   쉘 안의 유체의 부피를 조절하기 위한 밸브; 및
   쉘 안의 유체의 상태를 측정하기 위한 센서를 포함하는, 체중 감량을 필요로하는 환자에서 체중 감량을 용이하게 하는 데 유용한 팽창가능한 위내 풍선.
2. 제1항에 있어서,
   쉘 안의 유체를 밸브를 통해 빼내기 위한 원격으로 활성화되는 디플레이션 메커니즘; 및
   환자의 체외로부터 원격으로 활성화되는 디플레이션 메커니즘과 통신하기 위한 원격 제어기를 추가로 포함하는 위내 풍선.
3. 제1항에 있어서, 센서는 마이크로칩 및 내부 전원에 연결되고, 시스템은 센서 주변의 상태를 자가-쿼리하여 쉘 안의 유체의 부피를 조절하도록 적합화된 위내 풍선.
4. 제3항에 있어서, 하나를 초과하는 센서가 있으며, 그 중 하나는 쉘 안의 유체의 상태를 측정하고 그 중 하나는 쉘 외부 환경의 상태를 측정하는 위내 풍선.
5. 제3항에 있어서, 밸브는 원격으로 활성화되는 메커니즘으로부터 분리되어 쉘을 디플레이팅할 수 있는 자급식 캡슐 내에 있는 위내 풍선.
6. 그 안으로 도입되는 유체의 부피를 담기 위한 쉘;
   쉘로부터 분리되어 쉘을 디플레이팅할 수 있는, 쉘에 부착된 자급식 캡슐; 및
   캡슐 안의 압력 센서를 포함하는, 체중 감량을 필요로하는 환자에서 체중 감량을 용이하게 하는 데 유용한 팽창가능한 위내 풍선.
7. 제6항에 있어서,
   쉘에 부착된 밸브;
   밸브를 통해 쉘 안의 유체의 부피를 조절하기 위한, 원격으로 활성화되는 디플레이션 메커니즘; 및
   환자의 체외로부터 원격으로 활성화되는 디플레이션 메커니즘과 통신하기 위한 원격 제어기를 추가로 포함하는 위내 풍선.
8. 제7항에 있어서, 원격 제어기는 또한 센서와 통신하는 위내 풍선.
9. 제6항에 있어서, 밸브는 캡슐 안에 제공되는 위내 풍선.
10. 제6항에 있어서,
    유체에 염을 첨가하여 삼투압을 조절함으로써 쉘 안의 유체의 부피를 조절하기 위한 원격으로 활성화되는 메커니즘을 추가로 포함하는 위내 풍선.
11. 위내 풍선을 환자의 위에 삽입하는 단계 - 위내 풍선은 그 안으로 도입되는 유체를 담기 위한 쉘; 쉘 안의 유체의 부피를 조절하기 위한 쉘 내의 밸브; 및 쉘 안의 유체의 압력를 측정하기 위한 쉘 상의 센서를 포함함 - ; 및
    쉘 안의 유체의 압력을 측정하는 단계를 포함하는, 유체를 담은 위내 풍선을 모니터링하는 방법.
12. 제11항에 있어서, 위내 풍선은 밸브를 통해 쉘 안의 유체의 부피를 원격 조절할 수 있게 하는 메커니즘을 추가로 포함하며, 이러한 메커니즘을 원격으로 활성화하여 쉘 안의 유체의 부피를 조절하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
13. 제11항에 있어서,
    쉘에 개구를 생성하는 단계;
    정상적인 위내 운동에 의해 개구를 통해 풍선으로부터 유체가 배수되는 하는 단계;
    디플레이팅된 풍선이 위장관을 통과하게 하는 단계; 및
    센서가 통과할 때 위장관에서 압력을 측정하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
14. 위내 풍선을 환자의 위에 삽입하는 단계 - 위내 풍선은 그 안으로 도입되는 유체를 담기 위한 쉘; 쉘로부터 분리될 수 있는, 쉘에 부착된 자급식 캡슐; 및 캡슐 상에 위치한 센서를 포함함 - ; 및
    센서를 사용하여 쉘 안의 유체의 상태를 측정하는 단계;
    캡슐을 쉘로부터 분리하여 쉘에 개구를 생성하고 쉘의 디플레이션을 가능하게 하는 단계를 포함하는, 유체를 담은 위내 풍선을 모니터링하는 방법.
15. 제14항에 있어서, 위내 풍선은 또한 쉘 안의 유체의 부피를 조절하기 위해 쉘 상에 밸브를 가지며, 쉘 안의 유체의 측정된 상태에 기초하여 쉘 내부의 유체의 부피를 조절하는 단계를 추가로 포함하는 방법.

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