KR20140026960A - 만성완전협착 병변 제거를 위한 터널링용 카테터 시스템 - Google Patents

만성완전협착 병변 제거를 위한 터널링용 카테터 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 만성완전협착 병변 제거를 위한 터널링용 카테터 시스템에 관한 것으로, 선단부에 길이 방향으로 관통 형성된 홀을 갖는 중공 형상의 카테터(110)와; 상기 홀을 통해 전방으로 돌출 가능한 절삭팁(111)이 마련되어 카테터(110) 내에서 전후 운동이 가능한 병변 제거용 툴(120)과; 유체(141)를 매개로 하여 병변 제거용 툴(120)의 왕복 운동을 발생시키기 위한 구동수단(150)을 포함하여, 종래의 가이드와이어를 이용한 만성완전협착 병변 제거와 비교하여 시술자의 고도의 숙련도를 요구하지 않으면서도 효율적으로 혈관 내의 협착물을 제거할 수 있는 효과가 있다.

Description

만성완전협착 병변 제거를 위한 터널링용 카테터 시스템{Tunneling catheter system for ablating vascular chronic total occlusion}
본 발명은 만성완전협착 병변 제거를 위한 터널링용 카테터 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 만성완전협착은 혈관 내벽에 지질이 풍부한 콜레스테롤 등이 적층되어 혈관 내강이 폐색되어 발생한다.
이와 같이 형성된 협착 병변을 구성하는 다층의 지질과 혈전 복합체는 시간이 지남에 따라서 콜라겐(collagen) 등으로 교체가 되며, 이들 콜라겐은 단분자로부터 다분자의 덩어리를 형성하게 되며, 가교반응과 칼슘화(calcification)를 거쳐 기계적으로 안정적인 인산화된 층을 형성하여 혈액의 순환을 막게 된다.
이러한 만성완전협착의 치료 방법으로는 협착 부분의 피브린-콜라겐 복합체를 화학적으로 분해함으로써 재관류하는 방법과 물리적으로 천공하는 방법이 사용되고 있다.
일반적으로 칼슘화가 진행된 단단한 협착 병변에는 특히 회전절삭방법이 유용한 것으로 알려져 있다.
그러나 현재 사용되는 물리적 천공방법들은 단단한 칼슘화 병변을 관통하는 과정에서 혈관의 중심을 따라 병변의 중심부위를 관통하기가 어렵고, 또한 혈관 조영제가 혈관의 폐색부위를 지나 혈류의 진행방향으로 투입되기 어려우므로 만성완전협착 부위를 넘어선 이후의 혈관 전개 형태의 확보가 어려워 상기의 물리적 시술도중 혈관 내벽의 손상 및 천공을 야기할 수 있는 문제점이 있다.
따라서 만성완전협착이 아닌 경우에는 혈관 중재술의 성공률이 95%에 이르는 반면에 만성완전협착인 경우에는 성공률이 70%정도 밖에 이르지 못하고 있다.
또한 종래의 만성완전협착 치료의 대표적인 기구는 고강성(high stiffness)으로 앞부분이 크고 날카로운 와이어를 사용하여 뚫게 되는 치료를 수행하였다.
그러나 이러한 기구는 와이어를 이용하여 밀어줄 때 정확히 협착물의 중심을 맞추기가 어렵고 방향 조절이 어렵다는 단점이 있다. 또한, 이러한 시술은 매우 고도의 숙련도를 요구하며, 시술자의 숙련도에 따라서 시술의 성공률이 결정되는 측면이 컸다.
예를 들어, 공개특허공보 제10-2010-0095782호(공개일자: 2010.09.01)에는 혈관 내의 만성완전협착 병변 제거 기구를 제안하고 있으며, 혈관 내강으로 진입하는 카테터의 전단부에 병변 제거툴을 구비하고 다수의 풍선으로 구성된 전위조절부와, 후위조절부를 마련하여 병변 제거툴의 위치를 조절하여 혈관 내의 만성완전협착 병변을 제거하고자 하는 것이다.
그러나 상기 공개특허는 병변 제거툴이 카테터 바깥에 노출된 상태에서 목표 부위까지 이동하여야 하므로 병변 제거툴에 의해 혈관이 손상될 우려가 있다.
본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 시술 과정에서 의도하지 않게 병변 제거툴에 의해 혈관이 손상되는 것을 방지할 수 있으면서도 비숙련 시술자도 쉽게 시술이 가능한 만성완전협착 병변 제거를 위한 터널링용 카테터 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터널링용 카테터 시스템은, 선단부에 길이 방향으로 관통 형성된 홀을 갖는 중공 형상의 카테터와; 상기 홀을 통해 전방으로 돌출 가능한 절삭팁이 마련되며, 상기 카테터 내에 삽입되어 전후 운동이 가능한 병변 제거용 툴과; 상기 카테터 내에 충진되어 상기 병변 제거용 툴을 구동하기 위한 구동력을 매개하는 유체와; 상기 유체에 압력을 발생시키기 위한 구동부에 의해 달성된다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 구동부는 왕복운동에 의해 상기 유체를 매개로 하여 상기 병변 제거용 툴의 전후 구동이 이루어지며, 보다 바람직하게는, 상기 구동부는 카테터의 도입부인 근위 단부에 마련되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 카테터의 선단부 내부에는 상기 병변 제거용 툴의 운동방향을 안내하게 되는 가이드부재를 더 포함한다.
바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 카테터는 상기 병변 제거용 툴이 위치하게 되는 원위 단부의 직경보다 카테터의 도입부인 근위 단부의 직경이 더 크며, 보다 바람직하게는, 상기 카테터는 제1카테터와, 이 제1카테터 보다 더 큰 직경을 가지면 제1카테터와 조립되는 제2카테터로 구성되며, 더욱 바람직하게는, 상기 제2카테터에는 구동부가 탄성체에 의해 탄성 지지되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 터널링용 카테터 시스템은, 선단부에 길이 방향으로 관통 형성된 홀을 갖는 중공 형상의 카테터와; 상기 홀을 통해 전방으로 돌출 가능한 절삭팁이 마련되어 카테터 내에서 전후 운동이 가능한 병변 제거용 툴과; 유도 자기장 또는 유체를 매개로 하여 병변 제거용 툴의 왕복 운동을 발생시키기 위한 구동수단을 포함하여, 종래의 가이드와이어를 이용한 만성완전협착 병변 제거와 비교하여 시술자의 고도의 숙련도를 요구하지 않으면서도 효율적으로 혈관 내의 협착물을 제거할 수 있는 효과가 있다.
특히 본 발명에 따른 터널링용 카테터 시스템은 병변 제거용 툴이 카테터 내부에서 노출되지 않으면서 시술 목표 부위까지 진입이 가능하여 카테터의 진입 과정에서 의도하지 않게 혈관이 손상되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 터널링용 카테터 시스템의 제1실시예를 보여주는 구성도,
도 2의 (a)(b)는 본 발명의 터널용 카테터 시스템의 제1실시예를 이용하여 협착물을 제거하는 과정을 보여주는 도면,
도 3은 본 발명의 터널용 카테터 시스템의 제2실시예를 보여주는 도면,
도 4는 본 발명의 터널용 카테터 시스템의 제3실시예를 보여주는 도면.
본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.
어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 또는 "직접 접촉되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는"등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함한다" 또는 "가지다"등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
<제1실시예>
도 1을 참고하면 본 발명의 터널링용 카테터 시스템은, 카테터(110), 병변 제거용 툴(120), 유체(141) 및 구동부(150)를 포함한다.
카테터(110)는 전체적으로 중공 형상의 튜브이며, 선단부에는 길이 방향으로 관통 형성된 홀(111)이 형성된다.
카테터(110)는 유연성을 갖는 합성수지재에 의해 제공될 수 있으며, 한편 카테터 시술 시에 유연성이 요구되는 원위부(distal end)와는 달리 적당한 강성이 요우되는 근위부(proximal end)(도 1의 대략 C2구간)에는 코일스프링 또는 금속와이어가 편조된 블레이드(braid) 등과 같은 보강부재에 합성수지재가 코팅되어 제공될 수 있으며, 또는 카테터의 근위부는 스테인리스 스틸과 같은 금속 물질로 제조될 수 있다.
병변 제거용 툴(120)은 절삭팁(121)과, 절삭팁(121)과 고정되어 카테터(110) 내에 위치하게 되는 몸체(122)로 구성될 수 있다.
절삭팁(121)은 종축방향의 전후 운동에 의해 혈관 내의 협착물을 제거하기 위한 것으로, 날 또는 원추 형상으로 끝이 뾰족한 팁에 의해 제공될 수 있다. 한편, 본 발명에서 절삭팁의 형태는 종축방향의 전후 운동에 의해 혈관 내의 협착물을 효과적으로 제거 가능한 범위 내에서 다양한 형상을 가질 수 있음을 이해하여야 한다.
몸체(122)는 카테터(110) 내에 위치하여 전후 왕복 운동이 이루어지며, 카테터(110)의 선단 내측에는 병변 제거용 툴(120)의 운동 방향을 안내하게 되는 가이드부재가 추가될 수 있다.
도 1에 예시된 것과 같이, 카테터(110) 선단 내측에 몸체(122)가 삽입되어 전후 이동을 안내하는 가이드부재(130)가 마련됨으로써, 병변 제거용 툴(120)은 카테터(110) 내에서 센터링을 유지하면서 안정되게 왕복운동이 이루어질 수 있다.
본 실시예에서 유체(141)는 비압축성 유체로써, 카테터(110) 내에 충진되어 병변 제거용 툴(120)을 구동하기 위한 구동부(150)의 구동력을 매개한다.
구동부(150)는 유체(141)에 압력을 발생시킴으로써 유체(141)를 매개로 하여 병변 제거용 툴(120)을 구동한다.
특히, 본 발명에서 구동부(150)는 카테터(110)의 도입부인 근위 단부에 마련되는 것이 바람직할 것이다.
이러한 구동부(150)는 왕복운동에 의해 유체를 매개로 하여 병변 제거용 툴을 전후 구동시키게 되며, 구체적으로, 도 1에 예시된 것과 같이, 진동원(151)과, 이 진동원(151)과 로드(152)에 의해 연결되는 제1피스톤(153)과, 병변 제거용 툴(120)의 후단에 마련되는 제2피스톤(154)에 의해 제공될 수 있으며, 제1피스톤(153)과 제2피스톤(154) 사이에는 유체(141)가 충진된다.
한편, 제1피스톤(153) 및/또는 제2피스톤(154)과 카테터(110) 사이에는 유체의 기밀을 유지할 수 있는 주지의 실링(sealing) 부재가 마련될 수 있다.
본 실시예에서 진동원(151)으로는 전압이 인가되어 기계적 변형을 발생시키는 주지의 압전소자, 또는 모터의 회전 구동력을 이용하여 선형 왕복운동이 이루어질 수 있는 장치에 의해 제공될 수 있다.
이와 같이 구성된 본 실시예에 따른 카테터 터널링용 시스템은 체외에 위치하게 되는 구동부(150)의 진동 구동에 의해 유체(141)를 매개로 하여 병변 제거용 툴(120)을 전후 진동시켜 협착물에 대한 천공이 이루어질 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 터널링용 카테터 시스템을 도 2를 참고하여 살펴보면 다음과 같다.
도 2의 (a)에 도시된 것과 같이, 카테터(110) 만을 시술하고자 하는 혈관(10)의 목표 부위까지 가이드와이어 등을 이용하여 진입시킨다.
다음으로, 카테터(110) 내에 병변 제거용 툴(120)을 삽입하고 카테터(110)의 원위부까지 병변 제거용 툴(120)을 밀어 넣는다. 이때, X레이 등을 이용하여 협착물과 병변 제거용 툴의 위치를 확인할 수 있다.
다음으로 도 2의 (b)에서와 같이, 카테터(110) 내에 병변 제거용 툴(120) 후단으로 유체(141)를 충진하고 제1피스톤(153)과 구동부(150)를 카테터(110)에 끼워 조립한다.
이후 구동부(150)를 작동하게 되면, 구동부(150)의 진동은 유체(141)를 매개로 하여 병변 제거용 툴(120)로 전달되어 협착물(20)에 대한 천공이 이루어질 수 있다.
한편, 협착물의 크기나 상태에 따라서는 협착물 전체를 제거하는 것이 아니라, 협착물에서 칼슘화가 진행되어 단단한 응집 표면만을 천공한 후에 나머지 협착물에 대해서는 주지의 화학적 또는 물리적 시술방법에 의해 제거가 이루어질 수 있다.
<제2실시예>
도 3을 참고하면 본 발명의 다른 실시예에 따른 터널링용 카테터 시스템은 카테터(210), 병변 제거용 툴(220), 유체(241) 및 구동부(250)를 포함한다.
카테터(210)는 전체적으로 중공 형상의 튜브이며, 선단부에는 길이 방향으로 관통 형성된 홀(211)이 형성된다. 이러한 카테터(210)는 제1실시예에서 설명한 기술적 특징을 모두 포함할 수 있으며, 따라서 중복되는 설명은 생략한다. 또한 도시되지는 않았으나, 카테터 내에는 병변 제거용 툴의 전후 운동을 안내하기 위한 가이드부재가 마련될 수 있음을 이해하여야 한다.
특히 본 실시예에서 카테터(210)는 병변 제거용 툴(220)이 위치하게 되는 원위 단부의 직경(R1)보다 구동부(250)가 마련되는 근위 단부의 직경(R2)이 더 큰 것을 특징으로 한다.
이와 같이 카테터(210)의 근위 단부 직경(R2)이 원위 단부의 직경(R1)보다 크게 제작함으로써 압력 증압비를 크게 하여 구동부(250)에서 발생된 구동력은 유체(241)를 매개로 하여 병변 제거용 툴(220)에 보다 효과적으로 전달될 수 있다.
한편, 구동부(250)는 진동원(251)과, 이 진동원(251)과 로드(252)에 의해 연결되는 박막(253)에 의해 제공될 수 있으며, 진동원(251)에서 발생된 진동은 박막(253)으로 전달되며, 박막(253)의 진동에 의해 유체(241)를 매개로 하여 진동이 피스톤(254)으로 전달될 수가 있다.
이와 같이 구성된 본 실시예에 따른 터널링용 카테터 시스템은 제1실시예와 동일한 과정에 의해 협착물에 대한 천공이 이루어질 수 있으며, 한편 카테터(210)의 근위 단부 직경(R2)이 원위 단부의 직경(R1)보다 큼으로써, 구동부(250)에서 발생된 진동은 유체(241)를 매개로 하여 큰 증압비를 가지면서 전달되므로, 단단한 표면을 갖는 협착물 제거에 효과적이다.
<제3실시예>
도 4를 참고하면 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터널링용 카테터 시스템은 카테터(310), 병변 제거용 툴(320), 유체(341) 및 구동부(350)를 포함한다.
카테터(310)는 전체적으로 중공 형상의 튜브이며, 선단부에는 길이 방향으로 관통 형성된 홀(311)이 형성된다. 이러한 카테터(210)는 제1실시예에서 설명한 기술적 특징을 모두 포함할 수 있으며, 따라서 중복되는 설명은 생략하며 차이점을 중심으로 설명하도록 한다. 도시되지는 않았으나, 카테터 내에는 병변 제거용 툴의 전후 운동을 안내하기 위한 가이드부재가 마련될 수 있음을 이해하여야 한다.
특히 본 실시예에서 카테터(310)는 제1카테터(310a)와, 이 제1카테터(310a)와 조립 가능한 제2카테터(310b)로 구성되며, 제1카테터(310a)의 직경(R1) 보다 제2카테터(310b)의 직경(R2)이 더 큰 것을 특징으로 한다.
한편, 구동부(350)는 진동원(351)과, 이 진동원(351)과 로드(352)에 의해 연결되는 제1실린더(363)에 의해 제공될 수 있으며, 이때 제2카테터(310b)에 지지되는 아치형상의 판스프링(370)이 추가될 수 있으며, 판스프링(370)은 로드(352)의 전후 왕복 운동에 의해 압축 및 팽창이 이루어지면서 유체(341)에 순적인 힘이 작용되도록 할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 실시예에 따른 터널링용 카테터 시스템은 제1실시예와 동일한 과정에 의해 협착물에 대한 천공이 이루어질 수 있으며, 특히 카테터(310)는 제1카테터(310a)와 제2카테터(310b)로 구성되어 끼워 조립이 가능한 구조이므로, 시술 준비 과정에서 제1카테터(310a)를 먼저 삽입한 후에 상대적으로 부피가 큰 제2카테터(310b)를 제1카테터(310a)에 끼워 조립함으로써 혈관 내에 카테터 삽입을 보다 용이하게 수행할 수 있다.
또한 구동부(350)에 의한 진동 과정에서 판스프링(370)은 압축 및 팽창에 의해 순간적으로 큰 충격량이 유체(341)에 작용되어 협착물 제거가 보다 효과적으로 이루어질 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
110, 210, 310 : 카테터 120, 220, 310 : 병변 제거용 툴
130 : 가이드부재 141, 241, 341 : 유체
150, 250, 350 : 구동부

Claims (6)

  1. 선단부에 길이 방향으로 관통 형성된 홀을 갖는 중공 형상의 카테터와;
    상기 홀을 통해 전방으로 돌출 가능한 절삭팁이 마련되며, 상기 카테터 내에 삽입되어 전후 운동이 가능한 병변 제거용 툴과;
    상기 카테터 내에 충진되어 상기 병변 제거용 툴을 구동하기 위한 구동력을 매개하는 유체와;
    상기 유체에 압력을 발생시키기 위한 구동부를 포함하는 만성완전협착 병변 제거를 위한 터널링용 카테터 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 구동부는 왕복운동에 의해 상기 유체를 매개로 하여 상기 병변 제거용 툴의 전후 구동이 이루어지는 것을 특징으로 하는 만성완전협착 병변 제거를 위한 터널링용 카테터 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 구동부는 카테터의 도입부인 근위 단부에 마련되는 것을 특징으로 하는 만성완전협착 병변 제거를 위한 터널링용 카테터 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 카테터의 선단부 내부에는 상기 병변 제거용 툴의 운동방향을 안내하게 되는 가이드부재를 더 포함하는 만성완전협착 병변 제거를 위한 터널링용 카테터 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 카테터는 상기 병변 제거용 툴이 위치하게 되는 원위 단부의 직경보다 카테터의 도입부인 근위 단부의 직경이 더 큰 것을 특징으로 하는 만성완전협착 병변 제거를 위한 터널링용 카테터 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 카테터의 근위부에 구동부가 탄성체에 의해 탄성 지지되는 것을 특징으로 하는 만성완전협착 병변 제거를 위한 터널링용 카테터 시스템.
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