KR20140130108A - 파쇄팁, 파쇄팁을 구비한 안내 수술장치, 캐비테이션의 발생 억제방법, 및 백내장 수술방법 - Google Patents

Abstract

[과제]
캐비테이션의 발생을 억제할 수 있는 파쇄팁, 안내 수술장치, 캐비테이션의 발생억제방법 및 백내장 수술방법을 제공한다.
[해결방법]
본 발명에 따른 파쇄팁은 초음파진동을 부여하는 안내 수술장치에 장착되는 파쇄팁으로 상기 안내 수술장치에 장착되는 통 모양의 지지부와 상기 지지부의 선단에 설치되어 해당 지지부의 내부 공간과 연통하는 통 모양의 칩 본체를 구비하며, 상기 칩 본체는 제 1방향의 길이가 상기 제 1방향과 직교하는 제 2방향의 길이보다 긴 형상을 단면으로 가지며, 상기 지지부에는 상기 칩 본체가 상기 제 1방향 및 제 2방향의 중심을 통과하는 해당 칩 본체의 축선 둘레에서 왕복회전하도록 진동이 부여된다.

Description

파쇄팁, 파쇄팁을 구비한 안내 수술장치, 캐비테이션의 발생 억제방법, 및 백내장 수술방법 {FRAGMENTATION TIP, INTRAOCULAR SURGERY DEVICE PROVIDED WITH SAME, METHOD FOR SUPPRESSING OCCURRENCE OF CAVITATION, AND CATARACT SURGERY METHOD}

본 발명은, 파쇄팁, 파쇄팁을 구비한 안내(intraocular) 수술장치, 캐비테이션의 발생 억제방법, 및 백내장 수술방법에 관한 것이다.

최근, 백내장과 같은 안구 질병에 대해서는, 안내의 수정체를 안내 렌즈(인공 수정체)로 교환하는 수술이 많이 채용되고 있다. 이러한 수술의 하나로써, 환부인 수정체를 초음파 진동으로 파쇄해서, 유화한 수정체를 흡인하는 초음파 유화 흡인수술(PEA：Phacoemulsification and aspiration)이 보급되어 있다. 이 수술에서는 초음파 유화 흡인장치인 초음파 핸드피스(이하, 간단히 「핸드피스」라고도 한다)를 이용한다. 핸드피스는 시술자의 손으로 지지되는 막대 모양의 본체부를 갖추고 있는데, 이 본체부에 초음파 진동을 발생시키는 진동자와, 이 진동자에 의해 발생하는 초음파 진동을 증폭시키는 혼(horn)이 내장되어 있다. 그리고 본체부의 선단에는 수정체를 파쇄 유화하기 위한 파쇄팁이 장착되어 있다. 관 모양의 파쇄팁은 혼과 연결되어 있어 수술 대상이 되는 수정체에 초음파 진동을 부여할 수 있다. 수술 시에는 관류액을 눈의 전방(前房) 내에 공급하면서 초음파 진동에 의해 수정체를 파쇄하고 유화한다. 유화된 수정체는 관류액과 함께 핸드피스에 설치된 흡인유로를 통해 배출된다. 수정체를 파쇄하기 위한 파쇄팁은 다양한 형상으로 제안되고 있으며, 예를 들어 특허문헌 1과 같은 편평형인 것이 있다.

특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 2004-305682호 공보

그런데 일반적인 파쇄팁은 도 14(a)에 나타난 것처럼 통 모양으로 형성되어 있어, 이 파쇄팁(100)을 초음파 진동을 이용하여 진퇴시키는 과정을 통해 수정체 파쇄를 수행하고 있다. 이 때, 파쇄팁(100)은 관류액 안에서 왕복운동을 하지만, 도 14(b)에 나타난 것처럼 파쇄팁(100)이 후퇴했을 때에는 관류액에서 파쇄팁이 떨어지기 때문에 파쇄팁의 선단 근방이 음압이 된다. 이러한 음압이 생기면 파쇄팁의 선단 근방에서 관류액의 비점이 낮아져 관류액이 비등하여 기포가 발생하는 현상, 이른바 캐비테이션(cavitation)이 발생한다. 이러한 캐비테이션은 수정체를 유화할 정도의 힘은 없지만 홍채나 내피세포에 악영향을 줄 수 있다. 또한 이러한 캐비테이션은 직선으로 왕복운동을 실시하는 파쇄팁뿐만 아니라 왕복회전을 실시하는 파쇄팁에서도 생길 수 있는 문제이다.

본 발명은 상기 문제를 해결하기 위한 것으로, 캐비테이션의 발생을 억제할 수 있는 파쇄팁, 안내 수술장치, 캐비테이션의 발생억제방법 및 백내장의 수술방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 파쇄팁은 초음파 진동을 부여하는 안내 수술장치에 장착되는 파쇄팁으로 상기 안내 수술장치에 장착되는 통 모양의 지지부와 상기 지지부의 선단에 설치되어 해당 지지부의 내부 공간과 연통하는 통 모양의 팁 본체를 구비하며, 상기 팁 본체는 제 1 방향의 길이가 상기 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향의 길이보다 긴 형상을 단면으로 가지며, 상기 지지부에는 상기 팁 본체가 상기 제 1 방향 및 제 2 방향의 중심을 통과하는 해당 팁 본체의 축선 둘레에서 왕복회전하도록 진동이 부여된다.

이 구성에 의하면, 예를 들면, 백내장 수술 시 수정체의 파쇄와 관련하여 다음의 효과를 얻을 수 있다. 여기에서는, 팁 본체의 왕복회전에 대해 한쪽 방향에서의 회전을 정방향 회전, 반대 방향의 회전을 역방향 회전으로 칭하여 설명한다. 먼저 본 발명에 따른 팁 본체는 제 1 방향의 길이가 제 2 방향보다 긴 단면을 가지기 때문에, 파쇄팁이 정방향으로 회전하면 제 1 방향을 따르는 면의 원주방향의 일단부는 관류액을 밀듯이 회전하므로 이 영역에서는 양압이 생긴다. 한편 제 1 방향을 따르는 면의 원주방향의 또 다른 단부는 관류액으로부터 떨어지듯이 회전하기 때문에 이 영역에서는 음압이 생긴다. 그러나 팁 본체의 회전에 따라 상기 일단부에서 밀린 관류액은 또 다른 단부측으로 흐르기 때문에, 또 다른 단부측에서 생긴 음압이 해소된다. 그 결과 캐비테이션의 발생이 억제된다. 파쇄팁이 역방향에서 회전하는 경우에도 동일한 현상이 생긴다. 즉, 역방향 회전 시에는 제 1 방향을 따르는 면의 일 단부에 음압이 생기지만, 상술한 바와 같이, 또 다른 단부에서 일 단부측으로 관류액이 흐르기 때문에 음압이 해소된다. 따라서 본 발명에 따른 파쇄팁에서는 왕복회전을 반복해도 캐비테이션의 발생을 억제할 수 있다. 덧붙여 상기 왕복회전의 회전 중심은, 엄밀히 말하면 팁 본체의 제 1 방향 및 제 2 방향의 중심일 필요는 없고 상기 캐비테이션의 발생이 억제되는 한 약간의 차이는 허용된다.

또한 위와 같이 팁 본체가 제 1 방향으로 긴 단면 형상을 가짐으로써 수정체로의 파쇄팁 삽입을 용이하게 실시할 수 있다. 즉, 수정체의 핵섬유는 소정의 방향으로 뻗어 있는 바 이 핵섬유를 따라 파쇄팁을 삽입하면 저항이 적어 삽입이 용이해진다. 그래서 본 발명에서는 팁 본체를 상기와 같이 형성함으로써 정방형 모양 등에 비해 수정체 삽입을 용이하게 실시할 수 있다. 이러한 관점에서, 팁 본체의 제 1 방향의 길이는 예를 들면, 제 2 방향의 길이의 2배 이상인 것이 바람직하다.

상기 팁 본체의 단면은, 제 1 방향의 길이가 상기 제 1 방향과 직교 하는 제 2 방향의 길이보다 길고, 여러 가지 형상이 가능하나, 예를 들면, 선 대칭 단면 형상이 바람직하고, 점 대칭 단면 형상이 더욱 바람직하다. 구체적으로는 예를 들면, 직사각형, 타원형, 마름모형 등도 가능하다.

본 발명에 따른 파쇄팁의 단면을 직사각형으로 할 때, 해당 팁 본체는 제 1 방향을 따라 연장된 제 1 면 및 제 2 면이 서로 마주보고, 제 2 방향을 따라 연장된 제 3 면 및 제 4 면이 서로 마주보도록 형성할 수 있다.

이와 같이 구성하면, 제 1 면 및 제 2 면의 양단부에는, 각각 직경방향 바깥쪽으로 돌출된 돌출부(모서리부)가 형성된다. 따라서, 예를 들면, 파쇄팁이 정방향으로 회전하는 경우에는 제 1 면 및 제 2 면의 일단부측의 돌출부가 관류액을 밀듯이 회전하기 때문에, 이 부분에서 수정체에 충격을 가할 수가 있다. 한편 역방향으로 회전하는 경우에는, 제 1 면과 제 2 면의 또 다른 단부측의 돌출부가 관류액을 누르듯이 회전하기 때문에, 이 부분에서 충격이 가해진다. 즉, 1회의 왕복회전으로 네 군데에서 수정체에 충격을 가할 수 있기 때문에 효율적으로 수정체의 파쇄를 실시할 수 있다.

상기 제 1 면 및 제 2 면에는 오목부를 형성할 수 있다. 이와 같이 하면, 예를 들면, 제 1 면의 원주방향의 일 단부에서 밀린 관류액이 회전에 의해 오목부로 흘러 들어가 이 오목부를 통해 또 다른 단부측으로 흐르기 때문에, 관류액을 일 단부측에서 또 다른 단부측으로 흘리기 쉬워진다. 그 결과, 또 다른 단부측의 음압을 해소하기 쉬워진다. 역방향 회전 시에도 마찬가지로 오목부를 형성함으로써, 관류액을 또 다른 단부측에서 일 단부측으로 흐르기 쉽게 할 수 있다. 따라서 음압의 발생을 더욱 방지할 수 있어 캐비테이션의 발생을 확실히 억제할 수 있다.

제 1 면 및 제 2 면의 오목부는 원호형으로 형성할 수 있다. 이와 같이 하면, 상술한 바와 같이 음압을 해소하기 위해 예를 들면, 제 1 면 및 제 2 면의 일 단부측에서 또 다른 단부측으로 순조롭게 관류액을 흘릴 수 있다.

또한 상기 제 3 면 및 제 4 면에 원호형의 볼록부를 만들 수 있다. 이와 같이 구성하면, 파쇄팁의 회전 시 원호형 볼록부의 외형이 회전 방향을 따르기 때문에, 이 부분에서 관류액과의 저항이 증대하는 것을 방지할 수 있다.

상술한 파쇄팁들에서 오목부를 형성하는 경우에 각 오목부의 깊이는 팁 본체의 제 2 방향의 길이의 1~40% 로 하는 것이 바람직하고, 2~40% 인 것이 더욱 바람직하다.

또한 상술한 파쇄팁들에서는 오목부의 긴 변 방향의 길이를 팁 본체의 제 1 방향의 길이의 10~60% 로 할 수 있다.

본 발명에 따른 안내 수술장치는, 수술자의 손으로 지지되는 본체부와, 상기 본체부에 내장되어 초음파 진동을 발생시키는 진동 발생부와, 상기 본체부의 선단에 연결되어 상기 진동 발생부에 의해 진동되는 상술한 파쇄팁들을 구비하며, 상기 파쇄팁은 상기 점 대칭의 중심 둘레에서 왕복회전하도록 상기 진동 발생부에서 진동이 부여된다.

본 발명에 따른 캐비테이션의 발생 억제방법은, 상술한 파쇄팁들을 준비하는 스텝과 상기 팁 본체가, 상기 제 1 방향 및 제 2 방향의 중심을 통과하는 해당 팁 본체의 축선 둘레에서 왕복회전하도록 상기 파쇄팁에 초음파 진동을 부여하는 스텝을 갖추고 있다.

본 발명에 따른 백내장의 수술방법은, 상술한 파쇄팁들을 초음파 진동을 부여하는 안내 수술장치에 장착하는 스텝과, 상기 팁 본체가 상기 제 1 방향 및 제 2 방향의 중심을 통과하는 해당 팁 본체의 축선 둘레에서 왕복회전하도록 상기 파쇄팁에 초음파 진동을 부여하는 스텝과, 백내장 환자의 눈에 관류액을 공급하면서, 상기 파쇄팁에 의해 해당 환자의 눈의 수정체에 충격을 부여하여 파쇄를 실시하는 스텝을 갖추고 있다.

본 발명에 따르면 캐비테이션의 발생을 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태인 핸드피스의 측면도이다.
도 2는 도 1의 핸드피스에 장착되는 파쇄팁의 제 1 실시형태를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 파쇄팁의 측면도이다.
도 4는 도 3의 A-A선 화살표 도면이다.
도 5는 도 2의 파쇄팁의 동작 설명도이다.
도 6은 도 1의 핸드피스에 장착되는 파쇄팁의 제 2 실시형태를 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 6의 파쇄팁의 측면도이다.
도 8은 도 7의 B-B선 화살표 도면이다.
도 9는 도 6의 파쇄팁의 동작 설명도이다.
도 10은 도 6의 파쇄팁의 또 다른 예를 나타내는 정면도이다.
도 11은 도 2 및 도 6의 파쇄팁의 또 다른 예를 나타내는 측면도이다.
도 12는 비교예를 이용하여, 캐비테이션의 발생을 확인하는 시험을 나타낸 사진이다.
도 13은 실시예 1을 이용하여, 캐비테이션의 발생을 확인하는 시험을 나타낸 사진이다.
도 14는 종래의 파쇄팁을 나타내는 측면도이다.

이하, 본 발명에 따른 파쇄팁 및 파쇄팁이 장착된 핸드피스(안내 수술장치)의 일 실시형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 먼저 핸드피스의 실시형태에 대해 설명한 후 파쇄팁의 두 가지 실시형태에 대해 설명한다.

＜핸드피스＞

도 1은 핸드피스의 측면도이다. 이 도면에 나타난 것처럼 본 실시형태에 따른 핸드피스는 원통형으로 형성되며, 수술자의 손에 들리는 본체부(1)을 구비하고, 이 본체부(1)에 초음파 진동을 발생시키는 진동자(도시 생략)와, 이 진동자에 의해 발생된 초음파 진동을 증폭시키는 혼(도시 생략)이 내장되어 있다. 그리고 본체부(1)의 선단에는 수정체를 파쇄하고 유화하기 위한 관 모양의 파쇄팁(2)이 장착됨과 동시에, 실리콘 등의 유연한 재료로 형성된 통 모양의 슬리브(5)가 파쇄팁(2)의 주위를 덮듯이 배치되어 있다. 슬리브(5)는 파쇄팁(2)의 선단 이외의 부분이 환부에 접촉하는 것을 방지하기 위해 만들어진 것이며, 슬리브(5)의 선단으로부터는 파쇄팁(2)이 약간 돌출되도록 구성되어 있다. 덧붙여 이하의 설명 및 도면에서는 슬리브(5)를 생략하고 설명한다. 파쇄팁(2)은 본체부(1) 내의 혼과 연결되어 있어, 수술 대상이 되는 수정체에 초음파 진동을 부여할 수 있다. 이 파쇄팁(2)은, 관의 축방향(후술할 축선 X방향)으로 왕복회전을 수행하도록 진동이 부여된다. 예를 들어, 도 2~4의 회전 각도로 1분 간 3만~4만회 왕복회전을 실시하도록 진동을 부여할 수 있다. 그리고 본체부(1)의 외주면에는 선단측으로 뻗어 있는 관류액의 공급 유로(12)가 설치되어 있어서 파쇄팁(2)의 근방에서 안내 전방으로 관류액을 공급할 수 있도록 되어 있다. 또한 파쇄팁(2)은 관 모양으로 형성되어 있기 때문에 파쇄한 수정체를 관류액과 함께 흡인할 수 있도록 되어 있다. 흡인된 수정체는 본체부(1)에 내장된 흡인유로를 통과하여 본체부(1)의 후단인 포트(11)에서 외부로 배출된다.

＜파쇄팁 제 1 실시형태＞

　이어서 파쇄팁(2)의 제 1 실시형태에 대해 도 2~도 4를 참조하면서 상세히 설명한다. 도 2는 파쇄팁의 사시도, 도 3은 도 2의 측면도, 도 4는 도 3의 A-A선 화살표 도면이다. 이하에서는 본체부(1)로부터 파쇄팁(2)이 연장되는 방향을 축방향 X, 이 축선에서 방사형으로 연장되는 방향을 직경방향이라고 하기로 한다.

도 2에 나타난 것처럼, 이 파쇄팁(2)은 금속 등으로 형성되어 있고, 본체부(1)1의 선단에 장착되어 원통형으로 연장되는 지지부(21)와, 이 지지부(21)의 선단에 일체로 장착되어 수정체를 파쇄하기 위한 팁 본체(22)로 구성되어 있다. 지지부(21) 및 팁 본체(22)는 상술한 것과 같이 전체적으로 관 모양으로 형성되어 있고, 파쇄된 수정체의 핵이나 관류액이 통과하도록 되어 있다. 즉, 팁 본체(22)의 선단 개구로부터 팁 본체(22) 및 지지부(21)을 통과하는 유로가 형성되어 있다.

팁 본체(22)는 단면이 점 대칭인 직사각형의 직육면체에 가깝게 형성되어 있고, 이 직사각형의 단면의 중심(점대칭의 중심)을 가로지르듯이 축선 X가 연장되어 있다. 여기에서는 직사각형의 긴 변에 상당하는 마주보는 면을 제 1 면(221), 제 2 면(222)라고 하고, 짧은 변에 상당하는 마주보는 면을 제 3 면(223), 제 4 면(224)라고 하기로 한다. 또한 도 3 및 도 4에 나타난 것처럼, 긴 변의 길이(제 1 방향 길이) L1은 지지부(21)의 직경 D1 보다 크게 형성되며, 짧은 변의 길이(제 2 방향 길이) L2는 지지부(21)의 직경 D1 보다 작게 형성된다. 또한 팁 본체(22) 및 지지부(21)의 두께 t는 거의 일정하게 할 수 있지만 변화시킬 수도 있다. 팁 본체(22)의 크기는 수술의 상태 등에 따라 적정하게 결정되나, 예를 들면, 긴 변의 길이 L1은 0.9 ~ 1.727mm로 할 수 있고, 짧은 변의 길이 L2는 0.24 ~ 1.1mm로 할 수 있다. 또한 팁 본체(22)의 축방향 길이 Lx는 예를 들면, 1 ~ 5mm로 할 수 있다.

다음으로, 도 4를 참조하면서 팁 본체(22)의 단면 형상에 대해 더욱 상세히 설명한다. 먼저 이 도면에 나타난 것처럼, 긴 변의 길이 L1은 짧은 변의 길이 L2의 약 1~7배인 것이 바람직하고, 2~5배인 것이 더욱 바람직하다. 이는 팁 본체(22)의 단면이 정방형이면 수정체의 핵섬유에 대해 팁 본체(22)를 삽입하기 어려워지기 때문이다. 반면에 너무 가늘면 가공하기 어렵고, 또 관류액 등의 흡인이 어려워지기 때문이다. 그리고 제 3 면(223) 및 제 4 면(224)에는, 각각 직경방향 바깥쪽으로 돌출되는 원호형의 볼록부(2230, 2240)가 형성되어 있다. 또한 인접하는 각 면의 연결 부분은 직경방향 바깥쪽으로 돌출되는 모서리부(돌출부)를 구성하고 있다. 여기에서는 제 1 면(221)과 제 3 면(223)의 연결 부분을 제 1 모서리부(201), 제 3 면(223)과 제 2 면(222)의 연결 부분을 제 2 모서리부(202), 제 2 면(222)와 제 4 면(224)의 연결 부분을 제 3 모서리부(203), 제 4 면(224)과 제 1 면(221)의 연결 부분을 제 4 모서리부(204)로 칭하기로 한다.

이어서 위와 같이 구성된 핸드피스를 이용한 백내장의 수술방법에 대해 설명한다. 백내장 수술은 주로 다음의 4개 공정으로 이루어진다. 즉, (1) 전낭 절개, (2) 수정체 유화 흡인, (3) 피질 흡인, (4) 안내 렌즈 삽입의 공정이나, 여기에서는 주로 공정(1) 및 (2)에 대해 설명한다. 먼저 공정(1)에서는 점탄성(粘彈性) 물질 등으로 전방의 형상을 유지하면서 전낭을 절개한다. 그리고, 공정(2)에서는 각막이나 강막에 절개층을 만들어 전방 내에 파쇄팁(2)를 삽입하고, 파쇄팁(2)의 진동에 의해 수정체를 파쇄하여 유화한다. 유화된 수정체는, 관류액과 함께 파쇄팁(2)의 선단 개구로부터 흡인되어, 핸드피스 내의 배출 유로를 거쳐 포트(11)에서 외부로 배출된다. 이 때의 관류액의 유입량과 흡인량과의 밸런스에 의해 전방(前房)이 안정적으로 유지된다.

계속해서 파쇄팁(2)의 동작에 대해 도 5를 참조하면서 설명한다. 이하에서는 도 5에서의 시계방향을 정방향 R1, 반시계방향을 역방향 R2라고 칭하여 설명한다. 상기와 같이 파쇄팁(2)에 초음파 진동을 부여하면 축선 X를 중심으로 파쇄팁이 왕복회전한다. 구체적으로, 파쇄팁이 상술한 각도를 정방향 R1로 회전함으로써 도 4의 상태로부터 도 5(a)의 상태로 전이하고, 같은 각도만큼 역방향 R2로 회전함으로써 도 5(a)의 상태로부터 도 5(b)의 상태로 전이하는 과정이 반복된다. 우선 도 4의 상태로부터 도 5(a)의 상태로 파쇄팁(2)이 정방향 R1로 회전하면, 제 1 면(221)의 일 단부, 즉 제 1 모서리부(201)이 관류액을 밀듯이 회전하고, 이에 따라 이 영역에는 양압이 생긴다. 한편, 제 1 면(221)의 또 다른 단부, 즉 제 2 모서리부(202)는 관류액에서 멀어지는 방향으로 이동하기 때문에 이 영역에는 음압이 생긴다. 이 때, 제 1 모서리부(201)에 밀린 관류액은 파쇄팁(2)의 회전에 의해 제 1 면(221)에 따라 제 2 모서리부(202)측으로 이동한다. 이로 인해 제 2 모서리부(202)의 근방에서 생긴 음압이 해소된다. 이와 같은 현상이 제 2 면(222)에서도 발생하여 제 4 모서리부(204)의 근방에서 생긴 음압은, 제 3 모서리부(203)으로부터 제 2 면(222)를 따라 흐르는 관류액에 의해 해소된다. 이 정방향 R1 회전이 이루어질 때는 제 1 모서리부(201) 및 제 3 모서리부(203)가 수정체에 대해 충격을 부여하여 파쇄를 실시한다.

계속해서 도 5(a)의 상태에서 도 5(b)의 상태로 파쇄팁(2)이 역방향 R2로 회전하면, 제 1 면(221)의 일 단부인 제 1 모서리부(201)은 관류액에서 멀어지는 방향으로 회전하기 때문에 그 근방은 음압이 되지만, 양압이 되는 제 2 모서리부(202)의 근방에서 제 1 모서리부(201)을 향해 관류액이 흐르기 때문에 제 1 모서리부(201) 근방의 음압은 해소된다. 한편, 제 2 면(222)의 일 단부인 제 3 모서리부(203)은 관류액에서 멀어지는 방향으로 회전하기 때문에 그 근방은 음압이 되지만, 양압이 되는 제 4 모서리부(204)에서 제 3 모서리부(203)를 향해서 관류액이 흐르기 때문에 제 3 모서리부(203) 근방의 음압은 해소된다. 덧붙여 이 역방향 R2 회전이 이루어질 때는 제 2 모서리부(202) 및 제 4 모서리부(204)가 수정체에 대해 충격을 부여하여 파쇄를 실시한다. 위와 같이 반복하면서 각 모서리부(201~204)가 수정체에 충격을 부여하여 파쇄를 실시해 나간다.

이상과 같이 본 실시형태에 따르면, 팁 본체(22)가 단면 직사각형으로 형성되어 있기 때문에 제 1 면(221)의 일 단부에서 형성된 양압 영역에서 제 1 면(221)의 또 다른 단부에서 형성된 음압 영역으로 관류액을 흘려 보낼 수 있다. 즉, 양압 영역의 관류액은 회전에 의해 제 1 면(221)를 따라 흘러 음압 영역으로 이동한다. 이로 의해 음압이 해소된다. 이러한 현상이 제 2 면(222)에서도 생기기 때문에 파쇄팁(2)의 회전 중에 주위의 관류액에 음압 영역이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 그 결과 캐비테이션을 억제할 수 있어 홍채 등의 안구 손상을 방지할 수 있다.

또한 파쇄팁(2)이 한 차례 회전하는 동안에 각 모서리부(201~204)가 각각 수정체에 대해 충격을 부여할 수 있어 효율적으로 수정체 파쇄를 실시할 수 있다. 게다가 팁 본체(22)가 단면 직사각형으로 가늘고 길게 형성되어 있기 때문에 수정체의 핵섬유에 삽입하기 용이해진다. 또, 제 3 면(223) 및 제 4 면(224)에는 원호형의 볼록부(2230, 2240)가 형성되어 있으나, 이 볼록부(2230, 2240)의 커브는 파쇄팁(2)의 회전 방향을 따르고 있기 때문에 이 영역에서 음압이 생기는 일은 없다. 또한 관류액에 대한 저항이 적어, 파쇄팁(2)의 회전에 대한 저항이 증대되는 것을 방지할 수 있다.

상기 실시형태에서는 팁 본체(22)의 단면을 직사각형으로 하고 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 긴 방향(제 1 방향)의 길이가 상기 긴 방향과 직교하는 폭방향(제 2 방향)의 길이보다 긴 점 대칭 형상을 단면으로 가지고 있으면 상술한 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 예를 들어, 제 3 면(223) 및 제 4 면(224)에는 볼록부가 형성되지 않는 직사각형 이외에도 타원형, 마름모형 등의 여러 가지 형상이 가능하다.

＜파쇄팁 제 2 실시형태＞

　이어서 파쇄팁의 제 2 실시형태에 대해 도 6~도 8을 참조하면서 상세히 설명한다. 도 6은 제 2 실시형태에 관한 파쇄팁의 사시도, 도 7은 도 6의 측면도, 도 8은 도 7의 B-B선 화살표 도면이다. 이하에서는 본체부(1)에서 파쇄팁이 연장되는 방향을 축방향 X, 이 축선에서 방사형으로 연장되는 방향을 직경방향이라고 하기로 한다.

도 6에 나타난 것처럼 이 파쇄팁(3)은 금속 등으로 형성되어 있는데, 본체부(11)의 선단에 장착되어 원통형으로 연장되는 지지부(31)과, 이 지지부(31)의 선단에 일체로 장착되어 수정체를 파쇄하기 위한 팁 본체(32)로 구성되어 있다. 지지부(31) 및 팁 본체(32)는 상기와 같이 전체적으로 관 모양으로 형성되어 있어서 파쇄된 수정체의 핵이나 관류액이 통과하도록 되어 있다. 즉, 팁 본체(32)의 선단 개구로부터 팁 본체(32) 및 지지부(31)를 통과하는 유로가 형성되어 있다.

팁 본체(32)는, 단면이 점 대칭인 직사각형의 직육면체에 가깝게 형성되어 있고, 이 직사각형의 단면의 점대칭 중심을 가로지르듯이 축선 X가 연장되어 있다. 여기에서는 직사각형의 긴 변에 상당하는 마주보는 면을 제 1 면(321), 제 2 면(322)라고 하고, 짧은 변에 상당하는 마주보는 면을 제 3 면(323), 제 4 면(324)라고 하기로 한다. 또한 도 7 및 도 8에 나타난 것처럼, 긴 변의 길이(제 1 방향 길이) L1은 지지부(31)의 직경 D1 보다 크게 형성되며, 짧은 변의 길이(제 2 방향 길이) L2는 지지부(31)의 직경 D1 보다 작게 형성된다. 또한 팁 본체(32) 및 지지부(31)의 두께 t는 거의 일정하게 할 수 있지만 변화시킬 수도 있다. 팁 본체(32)의 크기는 수술 상태 등에 따라 적정하게 결정되나, 예를 들면, 긴 변의 길이 L1은 0.9 ~ 1.727mm로 할 수 있고, 짧은 변의 길이 L2는 0.24 ~ 1.1mm로 할 수 있다. 또한 팁 본체(32)의 축방향 길이 Lx는 예를 들면, 1 ~ 5mm로 할 수 있다.

이어서 도 8을 참조하면서 팁 본체(32)의 단면 형상에 대해 더욱 상세히 설명한다. 먼저 이 도면에 나타난 것처럼 긴 변의 길이 L1는 짧은 변의 길이 L2의 약 1~7배인 것이 바람직하고, 2~5배인 것이 더욱 바람직하다. 이는 팁 본체(32)의 단면이 정방형이면 수정체의 핵섬유에 대해 팁 본체(32)를 삽입하기 어려워지기 때문이다. 반면에 너무 가늘면 가공하기 어렵고, 또 관류액 등의 흡인이 어려워지기 때문이다. 그리고 상술한 제 1 면(321) 및 제 2 면(322)에는, 각각 직경방향 안쪽으로 움푹 패인 원호형의 오목부(3210, 3220)이 형성되어 있다. 또한 인접하는 각 면의 연결 부분은 직경방향 바깥쪽으로 돌출되는 모서리부(돌출부)를 구성하고 있다. 여기에서는 제 1 면(321)과 제 3 면(323)의 연결 부분을 제 1 모서리부(301), 제 3 면(323)과 제 2 면(322)의 연결 부분을 제 2 모서리부(302), 제 2 면(322)와 제 4 면(324)의 연결 부분을 제 3 모서리부(303), 제 4 면(324)과 제 1 면(321)의 연결 부분을 제 4 모서리부(304)로 칭하기로 한다.

이어서 위와 같이 구성된 핸드피스를 이용한 백내장의 수술방법에 대해 설명한다. 백내장 수술은 주로 다음의 4개 공정으로 이루어진다. 즉, (1) 전낭 절개, (2) 수정체 유화 흡인, (3) 피질 흡인, (4) 안내 렌즈 삽입의 공정이나, 여기에서는 주로 공정(1) 및 (2)에 대해 설명한다. 먼저 공정(1)에서는 점탄성 물질 등으로 전방의 형상을 유지하면서 전낭을 절개한다. 그리고, 공정(2)에서는 각막이나 강막에 절개층을 만들어 전방 내에 파쇄팁(2)를 삽입하고, 파쇄팁(3)의 진동에 의해 수정체를 파쇄하여 유화한다. 유화된 수정체는, 관류액과 함께 파쇄팁(3)의 선단 개구로부터 흡인되어, 핸드피스 내의 배출 유로를 거쳐 포트11에서 외부로 배출된다. 이 때의 관류액의 유입량과 흡인량과의 밸런스에 의해 전방이 안정적으로 유지된다.

계속해서 파쇄팁(3)의 동작에 대해 도 9를 참조하면서 설명한다. 참고로 백내장 수술에 관해서는 제 1 실시형태에서 설명했던 것과 같다. 이하에서는 도 9에서의 시계방향을 정방향 R1, 반시계방향을 역방향 R2라고 칭하여 설명한다. 상기와 같이 파쇄팁(2)에 초음파 진동을 부여하면 축선 X를 중심으로 파쇄팁이 왕복회전한다. 구체적으로, 파쇄팁이 상술한 각도를 정방향 R1로 회전함으로써 도 8의 상태로부터 도 9(a)의 상태로 전이하고, 같은 각도만큼 역방향 R2로 회전함으로써 도 9(a)의 상태로부터 도 9(b)의 상태로 전이하는 과정이 반복된다. 우선 도 8의 상태로부터 도 9(a)의 상태로 파쇄팁(2)이 정방향 R1으로 회전하면, 제 1 면(321)의 일 단부, 즉 제 1 돌출부(301)가 관류액을 밀듯이 회전하고, 이에 따라 이 영역에는 양압이 생긴다. 한편, 제 1 면(321)의 또 다른 단부, 즉 제 2 돌출부(302)는 관류액에서 멀어지는 방향으로 이동하기 때문에 이 영역에는 음압이 생긴다. 하지만 제 1 면(321)에는 원호형의 오목부(3210)이 형성되어 있기 때문에 제 1 모서리부(301)에 밀린 관류액은 파쇄팁(3)의 회전에 의해 오목부(3210)으로 흘러 제 2 모서리부(302)측으로 이동한다. 이로 인해 제 2 돌출부(302)의 근방에서 생긴 음압이 해소된다. 이와 같은 현상이 제 2 면(322)에서도 발생하여 제 4 모서리부(304)의 근방에서 생긴 음압은, 제 3 모서리부(303)으로부터 제 2 면(322)의 오목부(3220)으로 흐르는 관류액에 의해 해소된다. 이 정방향 R1 회전이 이루어질 때는 제 1 모서리부(301) 및 제 3 모서리부(303)가 수정체에 대해 충격을 부여하여 파쇄를 실시한다.

계속해서 도 9(a)의 상태에서 도 9(b)의 상태로 파쇄팁(3)가 역방향 R2로 회전하면, 제 1 면(321)의 일 단부인 제 1 모서리부(301)은 관류액에서 멀어지는 방향으로 회전하기 때문에 그 근방은 음압이 되지만, 양압이 되는 제 2 모서리부(302)의 근방에서 제 1 모서리부(301)을 향해 관류액이 흐르기 때문에 제 1 모서리부(301) 근방의 음압은 해소된다. 한편, 제 2 면(322)의 일 단부인 제 3 모서리부(303)은 관류액에서 멀어지는 방향으로 회전하기 때문에 그 근방은 음압이 되지만, 양압이 되는 제 4 모서리부(304)에서 제 4 모서리부(303)를 향해서 오목부(3220)을 따라 관류액이 흐르기 때문에 제 3 모서리부(303) 근방의 음압은 해소된다. 덧붙여 이 역방향 R2 회전이 이루어질 때는 제 2 모서리부(302) 및 제 4 모서리부(304)가 수정체에 대해 충격을 부여하여 파쇄를 실시한다. 위와 같이 반복하면서 각 모서리부(301~304)가 수정체에 충격을 부여하여 파쇄를 실시해 나간다.

이상과 같이 본 실시형태에 따르면, 팁 본체(32)가 단면 직사각형으로 형성되고, 긴 변을 구성하는 제 1 면(321) 및 제 2 면(322)에 오목부(3210, 3220)이 각각 형성되어 있기 때문에 오목부(3210, 3220)의 일 단부에서 형성된 양압 영역에서 오목부(3210, 3220)의 또 다른 단부에서 형성된 음압 영역으로 관류액을 흘려 보낼 수 있다. 즉, 양압 영역의 관류액은 회전에 의해 오목부(3210, 3220)로 흘러 음압 영역으로 이동한다. 이로 의해 음압이 해소되어, 파쇄팁(3)의 회전 중에 주위의 관류액에 음압 영역이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 그 결과 캐비테이션 발생을 억제할 수 있어 홍채 등의 안구 손상을 방지할 수 있다.

그런데 이렇게 캐비테이션의 발생을 억제하기 위해서는 상기와 같이 관류액을 오목부(3210, 3220)을 따라 양압측에서 음압측으로 흘릴 필요가 있으나, 오목부(3210, 3220)의 깊이(짧은 변 방향의 가장 외부로부터의 거리) L3가 너무 크면 관류액이 순조롭게 흐르기 어려워질 수 있고, 너무 작으면 관류액이 흐르지 않을 수 있다는 우려가 있다. 이러한 관점에서 오목부(3210, 3220)의 깊이 L3은 짧은 변의 길이 L2의 2~40% 정도인 것이 바람직하고, 2~20% 인 것이 더욱 바람직하다. 또한 오목부(3210, 3220)의 길이 L4가 너무 짧으면 관류액을 음압측에 충분히 흘려 보낼 수 없고, 너무 길면 제 3 면(323) 및 제 4 면(324)의 볼록부(3230, 3240)를 형성할 수 없다. 이러한 관점에서, 팁 본체(32)의 긴 변 방향의 오목부(3210, 3220)의 길이 L4는 긴 변의 길이 L1에 대해 10~60% 인 것이 바람직하고, 40~60% 인 것이 더욱 바람직하다. 덧붙여 오목부(3210, 3220)의 길이 L2는 대체로 상기한 돌출부(301~304)를 양단부로 하여 길이가 규정된다.

또한 파쇄팁(3)이 한 차례 회전하는 동안에 각 모서리부(301~304)가 각각 수정체에 대해 충격을 부여할 수 있어 효율적으로 수정체 파쇄를 실시할 수 있다. 게다가 팁 본체(32)가 단면 직사각형으로 가늘고 길게 형성되어 있기 때문에 수정체의 핵섬유에 삽입하기 용이해진다. 또, 제 3 면(323) 및 제 4 면(324)에는 원호형의 볼록부(3230, 3240)이 형성되어 있으나, 이 볼록부(3230, 3240)의 커브는 파쇄팁(3)의 회전 방향을 따르고 있기 때문에 이 영역에서 음압이 생기는 일은 없다. 또한 관류액에 대한 저항이 적어 파쇄팁(3)의 회전에 대한 저항이 증대되는 것을 방지할 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 실시형태에 대해 설명했으나, 본 발명은 상기 각 실시형태로 한정되지 않으며 그 취지를 벗어나지 않는 한에서 여러 가지 변경이 가능하다. 예를 들면, 상기 제 2 실시형태에서는, 도 8에 나타난 것처럼 팁 본체의 각 모서리부(301~304)가 곡면에 의해 형성되어 있지만, 예를 들면, 도 10에 나타난 것처럼 날카로운 모서리에 의해 형성될 수도 있다. 또, 도 3 및 도 7에 나타난 예에서는 팁 본체의 선단 개구가 축선 X에 대해 직각으로 되어 있지만, 예를 들면, 도 11에 나타난 것처럼 개구(328)가 기울어 있어도 적절하다. 지지부(21, 31)의 형상은 원통 이외에도 각통(角筒)이어도 적절하다. 또한 상기 각 실시형태에서는 지지부(21, 31)의 축선 X가 팁 본체(22, 32)의 단면의 중심을 통과하고 있으나, 반드시 중심을 통과하지 않아도 되고, 중심에서 어긋나거나 또는 축선 X가 팁 본체(22, 32)의 연장방향에 대해 약간 기울어도 된다.

상기 각 팁 본체(22, 32)는 긴 변과 짧은 변을 가지는 단면을 가지고 있으나, 팁 본체의 형상은 일 방향(제 1 방향)의 길이가, 상기 제 1 방향과 직교하는 폭방향(제 2 방향)의 길이보다도 긴 단면을 가지는 형상이라면 여러 가지 형상이 가능하다. 특히 선 대칭 단면 형상인 것이 바람직하고 점 대칭 단면 형상인 것이 더욱 바람직하며, 구체적으로는 상술한 직사각형, 표주박형 외에도 예를 들면, 타원형, 마름모형 등도 가능하다.

실시예

이하, 본 발명의 실시예에 대해 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 실시예로 한정되지 않는다. 여기에서는 3종류의 실시예 및 1종류의 비교예에 따른 파쇄팁을 제작하여 캐비테이션의 발생을 확인했다. 각 실시예는 상기 도 8의 단면을 가지며, 도 11과 같이 선단이 30도로 기울어진 파쇄팁을 제작했다. 한편, 비교예는 도 12에 나타난 것처럼 핸드피스에 접속되는 원통형의 지지부와, 그 선단에서 굴절된 선단부로 구성된 파쇄팁이다. 이하는, 각 실시예에 따른 파쇄팁의 형상이다.

(단위 mm)

　또한 비교예는 직경이 0.9mm, 선단의 각도는 30도이며 굴절된 선단부의 굴곡 각도는 20도이다.

이상의 실시예 및 비교예에 따른 파쇄팁을 핸드피스에 장착하여, 수중에서 진동시켜 캐비테이션의 발생 유무를 확인했다. 실시예의 파쇄팁은, 회전 각도를 약 4(2+2)도로 1분간 약 32000 왕복회전시켰다. 한편, 비교예는, 지지부를 축 둘레에서 회전 각도를 약 4(2+2)도로 1분간 약 32000 왕복회전시켰다. 이에 따라 굴절된 선단부를 축 둘레에서 왕복 선회시켰다. 그 결과, 어느 실시예에서도 캐비테이션이 발생하지 않았으나 비교예에서 캐비테이션이 발생했다. 도 12는 비교예를 이용한 시험 모습을 나타낸 사진이며, 도 13은 실시예 1를 이용한 시험 모습을 나타낸 사진이다. 이 사진에 의하면 비교예에서는 선단부가 왕복 선회함으로 인해 연속적으로 음압이 생겨, 파쇄팁의 선단에 기포가 발생하는 것을 알 수 있었다. 즉, 캐비테이션이 발생하였다. 한편, 실시예 1에서는 기포가 전혀 발생하지 않는 것을 확인하였다. 즉, 캐비테이션은 발생하지 않았다.

1 본체부
2, 3 파쇄팁
21, 31 지지부
22, 32 팁 본체
221, 321 제 1 면
2210, 3210 오목부
222, 322 제 2 면
2220, 3220 오목부
223, 323 제 3 면
2230, 3230 볼록부
224, 324 제 4 면
2240, 3240 볼록부

Claims (7)

1. 초음파 진동을 부여하는 안내(眼內) 수술장치에 장착된 파쇄팁으로,
   상기 안내 수술장치에 장착된 통 모양의 지지부;
   상기 지지부의 선단에 설치되어 상기 지지부의 내부 공간과 연통하는 통 모양의 팁 본체를 구비하고,
   상기 팁 본체는 제 1 방향의 길이가 상기 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향의 길이보다 긴 형상을 단면으로 가지고,
   상기 지지부에는 상기 팁 본체가 상기 제 1 방향 및 제 2 방향의 중심을 통과하는 상기 팁 본체의 축선 둘레에서 왕복회전하도록 진동이 부여되는, 파쇄팁.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 팁 본체는 직사각형의 단면을 가지는, 파쇄팁.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 팁 본체는 타원 모양의 단면을 가지는, 파쇄팁.
4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 팁 본체의 제 1 방향의 길이가 상기 제 2 방향의 길이의 2배 이상인, 파쇄팁.
5. 　수술자의 손으로 지지되는 본체부;
   　상기 본체부에 내장되어 초음파 진동을 발생시키는 진동 발생부;
   　상기 본체부의 선단에 연결되어 상기 진동 발생부에 의해 진동되는 청구항 1 내지 4의 어느 한 항에 기재된 파쇄팁;을 포함하고,
   　상기 파쇄팁은 상기 제 1 방향 및 제 2 방향의 중심을 통과하는 상기 팁 본체의 축선 둘레에서 왕복회전하도록 상기 진동 발생부로부터 진동이 부여되는, 안내 수술장치.
6. 　청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 파쇄팁을 준비하는 단계; 및
   　상기 팁 본체가 상기 제 1 방향 및 제 2 방향의 중심을 통과하는 상기 팁 본체의 축선 둘레에서 왕복회전하도록 상기 파쇄팁에 초음파 진동을 부여하는 단계를 포함하는, 캐비테이션의 발생 억제방법.
7. 　청구항 1 내지 4의 어느 한 항에 기재된 파쇄팁을 초음파 진동을 부여하는 안내 수술장치에 설치하는 단계;
   　상기 팁 본체가 상기 제 1 방향 및 제 2 방향의 중심을 통과하는 상기 팁 본체의 축선 둘레에서 왕복회전하도록 상기 파쇄팁에 초음파 진동을 부여하는 단계; 및
   　백내장 환자의 눈에 관류액을 공급하면서 상기 파쇄팁에 의해 상기 환자의 눈의 수정체에 충격을 부여해서 파쇄를 실시하는 단계;를 포함하는, 백내장의 수술방법.

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