WO2022039391A1 - 전기 자극 시스템 - Google Patents

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WO2022039391A1
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electrode
electrical stimulation
distal end
target site
outside
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전훈재
김승한
금보라
최혁순
김은선
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Korea University Research and Business Foundation
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    • A61N1/05—Electrodes for implantation or insertion into the body, e.g. heart electrode
    • A61N1/0551—Spinal or peripheral nerve electrodes
    • A61N1/0558—Anchoring or fixation means therefor

Definitions

  • An electrical stimulation system is disclosed.
  • an electrical stimulation system for treating reflux esophagitis by directly applying electrical pulse stimulation to the lower esophageal sphincter to control esophageal movement is disclosed.
  • Gastroesophageal reflux disease is a disease that affects 14-17% of the population in the United States and Western Europe.
  • the total annual cost of treatment for GERD in the United States is estimated at approximately $9.8 billion, of which $5.8 billion is spent on medications.
  • More than one-third of GERD patients continue to have mildly acidic or non-acidic reflux, resulting in persistent GERD symptoms despite high-dose acid suppression therapy with proton pump inhibitors (PPIs).
  • PPIs proton pump inhibitors
  • growing concerns about the long-term safety of PPIs are encouraging patients and physicians to choose alternative treatment options.
  • new drugs such as P-CAB have been recently developed and used, information on long-term efficacy and safety is lacking.
  • An object according to one embodiment is to provide an electrical stimulation system that can be inserted into a gastroscopic endoscope and that applies accurate electrical stimulation to a desired target site non-invasively.
  • a catheter of a long and thin tube a catheter of a long and thin tube; an electrode disposed at one end of the catheter and inserted into the target site; an electrical stimulator for generating electrical stimulation applied to the target site by the electrode; and a controller for varying the electrical stimulation applied to the target site by controlling the electrical pulse of the electrical stimulator, wherein the electrode has an extended distal end to apply the electrical stimulation while being fixed to the target site.
  • the electrode a plurality of through-holes passing through from the inside to the outside side of the distal end of the electrode; and a plurality of fixing members movably installed inside the through hole, wherein each of the plurality of fixing members is extended to protrude to the outside of the distal end of the electrode so that the distal end of the electrode is fixed to the target site can be inserted.
  • the through-hole extends from the inside of the distal end of the electrode in an oblique direction toward the outer side, and the plurality of fixing members respectively protrude to the outside of the electrode or of the electrode by moving along the through-hole. You can return to the inside.
  • the through hole extends from the inside of the distal end of the electrode in a radial direction toward the outside side, and the plurality of fixing members are each formed in a L-shape at each end of the electrode through the through hole. It can be extended to protrude or return to the inside of the electrode.
  • the controller may control the operation of the fixing member to fix or release the electrode to the target site.
  • the catheter may be mounted toward the target site using an endoscope.
  • the material of the electrode may be copper, platinum, silver or stainless steel.
  • a wire disposed inside the catheter and extending in the longitudinal direction of the catheter, the wire having one end connected to the electrode and the other end connected to the electrical stimulator to generate electrical stimulation from the electrical stimulator. can be transferred to the electrode.
  • Electrical stimulation apparatus for achieving the above object, a catheter of a long and thin tube; an electrode disposed at one end of the catheter and inserted into the target site; and an electrical stimulator for generating electrical stimulation applied by the electrode to the target site, wherein the electrode has an extended distal end to apply the electrical stimulation while being fixed to the target site.
  • the electrode a plurality of through-holes passing through from the inside to the outside side of the distal end of the electrode; and a plurality of fixing members movably installed inside the through hole, wherein each of the plurality of fixing members is extended to protrude to the outside of the distal end of the electrode so that the distal end of the electrode is fixed to the target site can be inserted.
  • the through-hole extends from the inside of the distal end of the electrode in an oblique direction toward the outer side, and the plurality of fixing members respectively protrude to the outside of the electrode or of the electrode by moving along the through-hole. You can return to the inside.
  • the through hole extends from the inside of the distal end of the electrode in a radial direction toward the outside side, and the plurality of fixing members are each formed in a L-shape at each end of the electrode through the through hole. It can be extended to protrude or return to the inside of the electrode.
  • the electrical stimulation system it is possible to insert into the gastrointestinal endoscope and has an effect of applying accurate electrical stimulation to a desired target site non-invasively.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing the structure of an electrical stimulation system according to an embodiment.
  • Figure 2 is a view showing a state that the electrode of the electrical stimulation system according to an embodiment in contact with the target site.
  • Figure 3 is a view showing a fixing member installed at the end of the electrode of the electrical stimulation system according to an embodiment.
  • Figure 4 is a view showing an expanded state of the fixing member installed at the end of the electrode of the electrical stimulation system according to an embodiment.
  • FIG. 5 is a view showing a fixing member installed at the end of the electrode of the electrical stimulation system according to another embodiment.
  • FIG. 6 is a view showing an expanded state of the fixing member installed at the end of the electrode of the electrical stimulation system according to another embodiment.
  • FIG. 7 is a view showing a state in which the electrode of FIG. 4 is inserted into a target site.
  • FIG. 8 is a view illustrating a state in which the electrode of FIG. 7 is fixed by a fixing member.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing the structure of an electrical stimulation system 1 according to an embodiment.
  • Figure 2 is a view showing a state that the electrode 12 of the electrical stimulation system (1) according to an embodiment is inserted into the target region (G).
  • the electrical stimulation system 1 may be inserted into the body through a nasal cavity to apply electrical stimulation to a target site non-invasively.
  • the target site (G) may be the lower esophagus.
  • the electrical stimulation system 1 may include a catheter 11 , an electrode 12 , an electrical stimulator 13 , and a control unit 14 .
  • the catheter 11 may be inserted into the body through the nasal cavity, and may move along the esophagus to reach the target site (G).
  • the catheter 11 may be inserted using an endoscope and mounted on the target site (G).
  • This catheter 11 may be provided in the form of a long and thin tube.
  • the electrode 12 is disposed at one end of the catheter 11 and moves to the target site G as the catheter moves along the esophagus, and its end may be located in the target site G, that is, the lower esophagus.
  • the electrode 12 may be inserted and fixed to the esophageal mucosa (GM) of the lower esophagus to apply electrical stimulation.
  • the electrode 12 may be made of, for example, copper, platinum, silver, or stainless steel.
  • the electrode 12 may have a thickness and length suitable for applying electrical stimulation to the target region (G).
  • the electrode 12 may be fixedly inserted into the target region (G) by extending the distal end in order to stably deliver the electrical stimulation to the target region (G). This will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 8 .
  • the electrical stimulator 13 is located outside the body, and the electrode 12 may generate electrical stimulation applied to the target region (G).
  • the electrical stimulator 13 may be electrically connected to the electrode 12 through an electric wire (not shown).
  • the electric wire is disposed inside the catheter 11 and may be formed in a structure extending in the longitudinal direction of the catheter 11 .
  • One end of the electric wire may be connected to the electrode 12 , and the other end of the electric wire may be connected to the electric stimulator 13 . Accordingly, the electrical stimulation generated from the electrical stimulator 13 located outside the body is transmitted to the electrode 12 inserted into the target region (G), it is possible to apply the electrical stimulation to the target region (G).
  • the controller 14 may be configured to control the electrodes 12 and the electrical stimulator 13 .
  • the controller 14 may control the distal end of the electrode 12 inserted into the target region G to expand in order to fix the electrode 12 to the target region G.
  • the controller 14 may control the pulses of the electrical stimulation generated from the electrical stimulator 13 to vary the electrical stimulation applied to the target region (G).
  • FIG 3 is a view showing the fixing member 121 installed at the end of the electrode 12 of the electrical stimulation system (1) according to an embodiment.
  • Figure 4 is a view showing an expanded state of the fixing member 121 installed at the end of the electrode 12 of the electrical stimulation system (1) according to an embodiment.
  • the electrode 12 may include a fixing member 121 and a through hole 122 .
  • the through hole 122 may be formed to pass through the inside of the distal end of the electrode 12 in the longitudinal direction of the electrode 12 .
  • the through hole 122 may penetrate from the inside of the electrode 12 to the outer surface of the electrode 12 .
  • the through hole 122 may extend in an oblique direction toward the outer side.
  • a plurality of such through-holes 122 may be provided, and each of the through-holes 122 may be provided as a separate passage to form openings at different positions on the outer surface from the inside of the electrode 12 .
  • a plurality of fixing members 121 are provided in different through-holes 122, respectively, and protrude to the outside of the electrode 12 through an opening in the through-hole 122 or a through-hole ( 122) may be movably installed inside.
  • the fixing member 121 may have an elongated shape.
  • the fixing member 121 when the fixing member 121 moves in the longitudinal direction toward the outside of the electrode 12 , the fixing member 121 may be deployed in a form in which an end is bent along the through hole 122 extending in an oblique direction.
  • the fixed member 121 developed in this way has an end protruding outside the electrode 12 to expand the distal end of the electrode 12 . Accordingly, the end of the protruding fixing member 121 may be inserted into the target region (G).
  • the end of the fixing member 121 may be formed in the shape of an anchor. By being fixed to the target region G by this shape, it is possible to prevent the electrode 12 from being separated from the position inserted into the target region G. That is, the electrode 12 may be fixedly inserted into the target region G by the fixing member 121 .
  • the fixing member 121 shown in FIG. 4 can return from the outside of the electrode 12 to the inside of the electrode 12 as shown in FIG. 3 by retracting diagonally along the through hole 122, respectively. there is. Accordingly, the fixing of the electrode 12 to the target region G may be released.
  • the electrode 22 including the fixing member 221 of another type will be described in detail with reference to FIGS. 5 and 6 .
  • FIG 5 is a view showing a fixing member 221 installed at the end of the electrode 22 of the electrical stimulation system (2) according to another embodiment.
  • FIG. 6 is a view showing an expanded state of the fixing member 221 installed at the end of the electrode 22 of the electrical stimulation system (2) according to another embodiment.
  • the electrode 22 may include a fixing member 221 and a through hole 222 .
  • the electrode 22 of the electrical stimulation system 2 may have a hollow shape.
  • the through hole 222 may be formed to extend from the distal end of the electrode 22 in a direction perpendicular to the central axis of the electrode 22 , that is, in a radial direction.
  • the through hole 222 may be formed to pass through the outer surface of the electrode 22 from the hollow inside the electrode 22 so that the inside and the outside of the electrode 22 communicate with each other.
  • a plurality of such through-holes 222 may be provided, and each of the through-holes 222 may be provided as a separate passage to form openings at different positions on the outer surface from the inside of the electrode 22 .
  • a plurality of fixing members 221 may be provided and disposed inside the electrode 22 .
  • the fixing member 221 may have an end protruding to the outside of the electrode 22 through the through hole 222 or may be installed to be movable from the outside of the electrode 22 to the inside.
  • the fixing member 221 may have an elongated body.
  • one end of the fixing member 221 may be provided in a L-shape to be orthogonal to the body.
  • the fixing member 221 may protrude to the outside of the electrode 22 in a radial direction through the through hole 222 .
  • each of the fixing members 221 may be rotationally fixed to the same point where the other end is provided inside the electrode 22 .
  • the plurality of fixing members 221 are developed so that each of the L-shaped ends are spread apart and protrude to the outside of the electrode 22 through the through hole 222 or retreat in the opposite direction to the outside of the electrode 22 again. It is possible to return to the inside of the electrode 22 from the.
  • the fixing member 221 operating in this way may have an end protruding outside the electrode 22 to expand the distal end of the electrode 22 . Accordingly, the end of the protruding fixing member 221 may be inserted into the target region (G).
  • the end of the fixing member 221 may be formed in the shape of an anchor. By being fixed to the target region G by this shape, it is possible to prevent the electrode 22 from being separated from the position inserted into the target region G. That is, the electrode 22 may be fixed while being inserted into the target region G by the fixing member 221 .
  • the fixing members 221 may return to the inside of the electrode 22 by respectively retracting toward the inside of the electrode 22 . Accordingly, the fixing of the electrode 22 to the target region G may be released.
  • FIG. 7 is a view showing a state in which the electrode 12 of FIG. 4 is inserted into the target region (G).
  • FIG. 8 is a view showing a state in which the electrode 12 of FIG. 7 is fixed by the fixing member 121 .
  • the electrode 12 may be inserted into the esophageal mucosa GM of the lower esophagus.
  • the fixing member 121 of the distal end of the electrode 12 may be deployed in the target region G, as shown in FIG. 8 . Accordingly, the electrode 12 may maintain the inserted state in the target region G as long as the fixing member 121 is deployed.
  • the fixing member 221 of FIG. 6 when the electrode 22 is inserted into the esophageal mucosa GM, the fixing member 221 is deployed to fix the electrode 22 in the inserted state. can be
  • the operation of the fixing member 121 may be controlled by the controller 14 .
  • the controller 14 may push or pull an end of the fixing member 121 closer to the controller 14 .
  • the fixing member 121 may be moved toward the outside of the electrode 12 by the pushing force of the controller 14 . Conversely, the fixing member 121 may be moved toward the inside of the electrode 12 by the pulling force of the controller 14 .
  • the controller 14 may control the unfolding direction of the fixing member 221 .
  • the controller 14 may control the end of each fixing member 221 to be deployed in a radial direction toward the outside of the electrode 22 . Accordingly, an end of the fixing member 221 may protrude to the outside of the electrode 22 through the through hole 222 . Conversely, the controller 14 may control the end of each fixing member 221 to be deployed in a radial direction toward the inside of the electrode 22 . Accordingly, the end of the fixing member 221 may return to the inside from the outside of the electrode 22 through the through hole 222 .
  • the controller 14 may control the operation of the fixing members 121 and 221 to fix or release the electrodes 12 and 22 to the target region G.
  • the controller 14 may control the electrical stimulation generated by the electrical stimulator 13 .
  • the control unit 14 may control the potential of the electrical stimulation.
  • the electrical pulse of the electrical stimulator 13 it is possible to implement a variety of current flow form.
  • various current flow patterns may be implemented in the target region G to which the electrical stimulation is applied.
  • the electrical stimulation system 1 may also be implemented as an electrical stimulation device.
  • Patients targeted by these electrical stimulation devices may be as follows.
  • the electrical stimulation device may be a disposable endoscopic catheter 11 and an electrode 12 disposed at one end of the catheter 11 through the gastroscopic channel during sleep endoscopy of the patient. After the distal end of the electrode 12 is fixed to the muscle layer of the esophagus, the endoscope is withdrawn, and the catheter 11 may be fixed through the nasal cavity.
  • the electrical stimulation device fixed in this way can be treated with electrical stimulation while it is maintained in a stationary state for about 7-30 days in consideration of the patient's condition.

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Abstract

일 실시예에 따른 전기 자극 시스템은, 가늘고 긴 튜브형의 카테터; 상기 카테터의 일 단에 배치되어 대상 부위에 삽입되는 전극; 상기 전극이 상기 대상 부위에 가하는 전기 자극을 생성하는 전기 자극기; 및 상기 전기 자극기의 전기적 펄스를 제어하여 대상 부위에 인가되는 전기 자극을 가변시키는 제어부;를 포함하고, 상기 전극은 말단이 확장되어 대상 부위에 고정된 상태로 전기 자극을 인가할 수 있다.

Description

전기 자극 시스템
전기 자극 시스템이 개시된다.
구체적으로, 식도 하부 괄약근에 직접적으로 전기적 펄스 자극을 가해 식도 운동을 제어하여 역류성 식도염을 치료하는 전기 자극 시스템이 개시된다.
위식도 역류 질환 (GERD)은 미국과 서유럽 인구의 14-17 %에 영향을 미치는 질환이다. 미국에서 GERD의 연간 총 치료 비용은 약 98억 달러로 추정되며, 이 중 58억 달러는 약물 치료에 사용된다. GERD 환자의 3 분의 1 이상은 약산성 또는 비 산성 역류가 계속되어 양성자 펌프 억제제 (PPI)를 사용한 고용량 산 억제 요법에도 불구하고 GERD 증상이 지속된다. 또한, PPI의 장기적인 안전성에 대한 우려가 높아지고 있어 환자와 의사가 대체 치료 옵션을 선택하도록 유도하고 있다. 또한 최근 P-CAB 등 새로운 약제가 개발되어 사용되고 있지만 장기 효용성 및 안전성에 대한 정보가 부족하다.
현재 GERD 치료를 위한 약물, 내시경시술 및 외과적 수술 등을 시행하나, 효과가 크지 않고 환자의 시술 부담이 크며 합병증이 많고, 또한 외과적 수술에 대한 위험성 및 합병증으로 적응증이 되는 대상자의 1 % 미만이 역류 방지 수술을 받는다. 최근에는 역류 방지 수술의 안전성과 장기 효능에 대한 우려로 인해 전 세계적으로 역류 방지 수술의 수가 꾸준히 감소하고 있다.
임상적으로 GERD 등 기능성 식도운동질환 치료를 위한 약물 및 행동 요법 등을 시행하나, 효과가 크지 않아 새로운 치료법이 절실하며, 이를 극복하기 위한 하부식도 괄약근 전기자극 기술 (GES, Gastric electrocial stimulator)에 대한 관심과 요구가 증가하고 있다.
전술한 배경기술은 발명자가 본원의 개시 내용을 도출하는 과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.
선행기술문헌: 한국공개특허공보 제10-2007-0035155호 (2007.03.30. 공개)
일 실시예에 따른 목적은, 위장 내시경으로 삽입이 가능하고 비침습적으로 원하는 대상 부위에 정확한 전기 자극을 가하는 전기 자극 시스템을 제공하는 것이다.
실시예들에서 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 전기 자극 시스템은, 가늘고 긴 튜브형의 카테터; 상기 카테터의 일 단에 배치되어 대상 부위에 삽입되는 전극; 상기 전극이 상기 대상 부위에 가하는 전기 자극을 생성하는 전기 자극기; 및 상기 전기 자극기의 전기적 펄스를 제어하여 대상 부위에 인가되는 전기 자극을 가변시키는 제어부;를 포함하고, 상기 전극은 말단이 확장되어 대상 부위에 고정된 상태로 전기 자극을 인가할 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 전극은, 상기 전극의 말단의 내부로부터 외부 측면으로 관통되는 복수 개의 관통홀; 및 상기 관통홀 내부를 이동 가능하게 설치되는 복수 개의 고정 부재;를 포함하고, 상기 복수 개의 고정 부재는 각각이 상기 전극의 말단의 외부로 돌출되도록 확장됨으로써 상기 전극의 말단이 상기 대상 부위에 고정식으로 삽입될 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 관통홀은 상기 전극의 말단의 내부로부터 외부 측면을 향해 사선 방향으로 연장되고, 상기 복수 개의 고정 부재는 각각 상기 관통홀을 따라 이동함으로써 상기 전극의 외부로 돌출되거나 상기 전극의 내부로 복귀할 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 관통홀은 상기 전극의 말단의 내부로부터 외부 측면을 향해 방사 방향으로 연장되고, 상기 복수 개의 고정 부재는 각각의 단부가 ㄱ자 형상으로 형성되어 상기 관통홀을 통해 상기 전극의 외부로 돌출되도록 확장되거나 상기 전극의 내부로 복귀할 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 제어부는 상기 전극을 상기 대상 부위에 고정하거나 고정 해제하기 위해 상기 고정 부재의 동작을 제어할 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 카테터는 내시경을 이용하여 상기 대상 부위를 향해 거치될 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 전극의 재질은 구리, 백금, 은 또는 스테인리스 강일 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 카테터 내부에 배치되어 카테터의 길이 방향으로 연장되는 전선을 더 포함하고, 상기 전선은 일단이 상기 전극에 연결되고 타단이 상기 전기 자극기에 연결되어 상기 전기 자극기로부터 생성된 전기 자극을 상기 전극으로 전달할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 전기 자극 장치는, 가늘고 긴 튜브형의 카테터; 상기 카테터의 일 단에 배치되어 대상 부위에 삽입되는 전극; 및 상기 전극이 상기 대상 부위에 가하는 전기 자극을 생성하는 전기 자극기;를 포함하고, 상기 전극은 말단이 확장되어 대상 부위에 고정된 상태로 전기 자극을 인가할 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 전극은, 상기 전극의 말단의 내부로부터 외부 측면으로 관통되는 복수 개의 관통홀; 및 상기 관통홀 내부를 이동 가능하게 설치되는 복수 개의 고정 부재;를 포함하고, 상기 복수 개의 고정 부재는 각각이 상기 전극의 말단의 외부로 돌출되도록 확장됨으로써 상기 전극의 말단이 상기 대상 부위에 고정식으로 삽입될 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 관통홀은 상기 전극의 말단의 내부로부터 외부 측면을 향해 사선 방향으로 연장되고, 상기 복수 개의 고정 부재는 각각 상기 관통홀을 따라 이동함으로써 상기 전극의 외부로 돌출되거나 상기 전극의 내부로 복귀할 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 관통홀은 상기 전극의 말단의 내부로부터 외부 측면을 향해 방사 방향으로 연장되고, 상기 복수 개의 고정 부재는 각각의 단부가 ㄱ자 형상으로 형성되어 상기 관통홀을 통해 상기 전극의 외부로 돌출되도록 확장되거나 상기 전극의 내부로 복귀할 수 있다.
일 실시예에 따른 전기 자극 시스템에 의하면, 위장 내시경으로 삽입이 가능하고 비침습적으로 원하는 대상 부위에 정확한 전기 자극을 가하는 효과가 있다.
일 실시예에 따른 전기 자극 시스템의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 전기 자극 시스템의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 전기 자극 시스템의 전극이 대상 부위에 접촉한 모습을 나타낸 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 전기 자극 시스템의 전극 말단에 설치된 고정 부재를 나타낸 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 전기 자극 시스템의 전극 말단에 설치된 고정 부재가 확장된 모습을 나타낸 도면이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 전기 자극 시스템의 전극 말단에 설치된 고정 부재를 나타낸 도면이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 전기 자극 시스템의 전극 말단에 설치된 고정 부재가 확장된 모습을 나타낸 도면이다.
도 7은 도 4의 전극이 대상 부위에 삽입된 모습을 나타낸 도면이다.
도 8은 도 7의 전극이 고정 부재에 의해 고정되는 모습을 나타낸 도면이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 전기 자극 시스템(1)의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 전기 자극 시스템(1)의 전극(12)이 대상 부위(G)에 삽입된 모습을 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 일 실시예에 따른 전기 자극 시스템(1)은 비강을 통해 체내로 삽입되어 비침습적으로 대상 부위에 전기 자극을 인가할 수 있다. 여기서, 대상 부위(G)는 하부식도일 수 있다.
예를 들어, 전기 자극 시스템(1)은 카테터(11), 전극(12), 전기 자극기(13) 및 제어부(14)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 카테터(11)는 비강을 통해 체내로 삽입될 수 있고, 식도를 따라 이동하여 대상 부위(G)에 도달할 수 있다. 예를 들어, 카테터(11)는 내시경을 이용하여 삽입되어 대상 부위(G)에 거치될 수 있다. 이러한 카테터(11)는 가늘고 긴 튜브형으로 마련될 수 있다.
전극(12)은 카테터(11)의 일 단에 배치되어 카테터가 식도를 따라 이동함에 따라 대상 부위(G)로 이동되고, 그 단부가 대상 부위(G), 즉 하부식도에 위치할 수 있다. 전극(12)은 하부식도의 식도 점막(GM)에 삽입 및 고정되어 전기 자극을 인가할 수 있다. 이러한 전극(12)은 재질이 예를 들어, 구리, 백금, 은 또는 스테인리스 강으로 마련될 수 있다. 또한, 전극(12)은 대상 부위(G)에 전기 자극을 주기에 적합한 두께 및 길이를 가질 수 있다.
이때, 전극(12)은 대상 부위(G)에 안정적으로 전기 자극을 전달하기 위해 말단이 확장되어 대상 부위(G)에 고정식으로 삽입될 수 있다. 이에 대한 세부 사항은 도 3 내지 도 8을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
전기 자극기(13)는 체외에 위치하고, 전극(12)이 대상 부위(G)에 가하는 전기 자극을 생성할 수 있다.
이때, 전기 자극기(13)는 전선(미도시)을 통해 전극(12)과 전기적으로 연결될 수 있다.
전선은 카테터(11) 내부에 배치되고, 카테터(11)의 길이 방향으로 연장되는 구조로 형성될 수 있다. 전선의 일단은 전극(12)과 연결되고, 전선의 타단은 전기 자극기(13)와 연결될 수 있다. 이에 따라, 체외에 위치하는 전기 자극기(13)로부터 발생되는 전기 자극이 대상 부위(G)에 삽입된 전극(12)으로 전달되어 대상 부위(G)에 전기 자극을 인가할 수 있다.
제어부(14)는 전극(12) 및 전기 자극기(13)를 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어부(14)는 전극(12)을 대상 부위(G)에 고정시키기 위해 대상 부위(G)에 삽입된 전극(12)의 말단부가 확장되도록 제어할 수 있다. 또한, 제어부(14)는 전기 자극기(13)로부터 생성되는 전기 자극의 펄스를 제어하여 대상 부위(G)에 인가되는 전기 자극을 가변시킬 수 있다.
이하에서, 도 3 및 도 4을 참조하여 전극(12)의 구성 요소에 대해 상세하게 설명하기로 한다.
도 3은 일 실시예에 따른 전기 자극 시스템(1)의 전극(12) 말단에 설치된 고정 부재(121)를 나타낸 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 전기 자극 시스템(1)의 전극(12) 말단에 설치된 고정 부재(121)가 확장된 모습을 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하여, 전극(12)은 고정 부재(121) 및 관통홀(122)을 포함할 수 있다.
관통홀(122)은 전극(12)의 길이 방향을 따라 전극(12)의 말단 내부를 관통하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 관통홀(122)은 전극(12)의 내부로부터 전극(12)의 외측면까지 관통할 수 있다. 이때, 관통홀(122)은 외부 측면을 향해 사선 방향으로 연장될 수 있다. 이러한 관통홀(122)은 복수 개로 마련될 수 있으며, 각각이 개별적인 통로로 마련되어 전극(12) 내부로부터 외측면 상의 서로 다른 위치에 개구를 형성할 수 있다.
고정 부재(121)는 복수 개로 마련되어 각각이 서로 다른 관통홀(122) 내부에 배치되며, 관통홀(122) 내부에서 개구를 통해 전극(12) 외부로 돌출되거나 전극(12) 외부에서 관통홀(122) 내부로 이동 가능하게 설치될 수 있다.
예를 들어, 고정 부재(121)는 길쭉한 형상을 가질 수 있다. 또한, 고정 부재(121)는 도 4에 도시된 바와 같이 전극(12) 외부를 향해 종 방향으로 이동 시, 사선 방향으로 연장되는 관통홀(122)을 따라 단부가 휘어지는 형태로 전개될 수 있다.
이와 같이 전개되는 고정 부재(121)는 단부가 전극(12) 외부로 돌출되어 전극(12) 말단부를 확장시킬 수 있다. 이에 따라, 돌출된 고정 부재(121)의 단부는 대상 부위(G)로 삽입될 수 있다.
또한, 고정 부재(121)의 단부는 앵커와 같은 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 형상에 의해 대상 부위(G)에 고정됨으로써 전극(12)이 대상 부위(G)에 삽입된 위치로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 전극(12)은 고정 부재(121)에 의해 대상 부위(G)에 삽입된 상태로 고정될 수 있다.
반면, 도 4에 도시된 고정 부재(121)는 각각 관통홀(122)을 따라 사선 방향으로 후퇴함으로써 전극(12)의 외부로부터 도 3에 도시된 바와 같이 전극(12)의 내부로 복귀할 수 있다. 이에 따라, 전극(12)의 대상 부위(G)에 대한 고정이 해제될 수 있다.
이하에서, 도 5 및 도 6을 참조하여 다른 형태의 고정 부재(221)를 포함하는 전극(22)에 대해 상세하게 설명하기로 한다.
도 5는 다른 실시예에 따른 전기 자극 시스템(2)의 전극(22) 말단에 설치된 고정 부재(221)를 나타낸 도면이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 전기 자극 시스템(2)의 전극(22) 말단에 설치된 고정 부재(221)가 확장된 모습을 나타낸 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하여, 전극(22)은 고정 부재(221) 및 관통홀(222)을 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따른 전기 자극 시스템(2)의 전극(22)은 속이 빈 형태를 가질 수 있다.
관통홀(222)은 전극(22)의 말단부에서 전극(22)의 중심축과 수직인 방향, 즉 방사 방향으로 연장되도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 관통홀(222)은 전극(22) 내부의 중공으로부터 전극(22)의 외측면을 관통하도록 형성되어 전극(22)의 내부와 외부가 연통되도록 마련될 수 있다.
이러한 관통홀(222)은 복수 개로 마련될 수 있으며, 각각이 개별적인 통로로 마련되어 전극(22) 내부로부터 외측면 상의 서로 다른 위치에 개구를 형성할 수 있다.
고정 부재(221)는 복수 개로 마련되어 전극(22)의 내부에 배치될 수 있다. 고정 부재(221)는 단부가 관통홀(222)을 통해 전극(22) 외부로 돌출되거나 다시 전극(22) 외부로부터 내부로 이동 가능하게 설치될 수 있다.
예를 들어, 고정 부재(221)는 몸체가 길쭉한 형상을 가질 수 있다. 또한, 고정 부재(221)의 일단은 몸체와 직교하도록 ㄱ자 형상으로 마련될 수 있다.
이와 같은 고정 부재(221)는 관통홀(222)을 통해 방사 방향으로 전극(22)의 외부로 돌출될 수 있습니다.
추가적으로, 각각의 고정 부재(221)는 타단이 전극(22) 내부에 마련된 동일한 지점에 회전식으로 고정될 수 있다.
이에 따라, 복수 개의 고정 부재(221)는 각각의 ㄱ자 형상의 단부가 벌어지도록 전개되어 관통홀(222)을 통해 전극(22)의 외부로 돌출되거나 반대 방향으로 후퇴하여 다시 전극(22)의 외부로부터 전극(22)의 내부로 복귀할 수 있다.
이와 같이 동작하는 고정 부재(221)는 단부가 전극(22) 외부로 돌출되어 전극(22) 말단부를 확장시킬 수 있다. 이에 따라, 돌출된 고정 부재(221)의 단부는 대상 부위(G)로 삽입될 수 있다.
또한, 고정 부재(221)의 단부는 앵커와 같은 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 형상에 의해 대상 부위(G)에 고정됨으로써 전극(22)이 대상 부위(G)에 삽입된 위치로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 전극(22)은 고정 부재(221)에 의해 대상 부위(G)에 삽입된 상태로 고정될 수 있다.
반면, 고정 부재(221)는 각각 전극(22) 내부를 향해 후퇴함으로써 전극(22)의 내부로 복귀할 수 있다. 이에 따라, 전극(22)의 대상 부위(G)에 대한 고정이 해제될 수 있다.
도 7은 도 4의 전극(12)이 대상 부위(G)에 삽입된 모습을 나타낸 도면이다.
도 8은 도 7의 전극(12)이 고정 부재(121)에 의해 고정되는 모습을 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하여, 전극(12)은 하부식도의 식도 점막(GM)에 삽입될 수 있다.
그런 다음, 전극(12) 말단의 고정 부재(121)는 도 8에 도시된 바와 같이, 대상 부위(G)에서 전개될 수 있다. 이에 따라, 전극(12)은 고정 부재(121)가 전개되어 있는 한, 대상 부위(G)에 삽입된 상태를 유지할 수 있다.
도시하지는 않았지만, 도 6의 고정 부재(221)의 경우에도 마찬가지로, 전극(22)이 식도 점막(GM)에 삽입되어 있을 때 고정 부재(221)가 전개되어 전극(22)이 삽입된 상태로 고정될 수 있다.
또한, 이와 같은 고정 부재(121)의 작동은 제어부(14)에 의해 제어될 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 고정 부재(121)의 경우, 제어부(14)는 고정 부재(121)의 단부 중 제어부(14)와 보다 근접한 단부를 밀거나 당길 수 있다.
구체적으로, 제어부(14)의 미는 힘에 의해 고정 부재(121)는 전극(12)의 외부를 향해 이동될 수 있다. 반대로, 제어부(14)의 당기는 힘에 의해 고정 부재(121)는 전극(12)의 내부를 향해 이동될 수 있다.
전술한 바와 유사하게, 도 5 및 도 6에 도시된 고정 부재(221)의 경우, 제어부(14)는 고정 부재(221)의 전개 방향을 제어할 수 있다.
구체적으로, 제어부(14)는 각각의 고정 부재(221)의 단부가 전극(22)의 외부를 향해 방사 방향으로 전개되도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 고정 부재(221)의 단부가 관통홀(222)을 통해 전극(22) 외부로 돌출될 수 있다. 반대로, 제어부(14)는 각각의 고정 부재(221)의 단부가 전극(22)의 내부를 향해 방사 방향으로 전개되도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 고정 부재(221)의 단부가 관통홀(222)을 통해 전극(22) 외부로부터 내부로 복귀할 수 있다.
전술한 바와 같이 제어부(14)는 전극(12, 22)을 대상 부위(G)에 고정하거나 고정 해제하기 위해 고정 부재(121, 221)의 동작을 제어할 수 있다.
또한, 제어부(14)는 전기 자극기(13)에서 생성되는 전기 자극을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(14)는 전기 자극의 전위 제어할 수 있다. 또한, 전기 자극기(13)의 전기적 펄스를 제어하여 다양한 전류 흐름 형태를 구현할 수 있게 한다. 또한, 전기 신호의 듀티 사이클, 주파수, 전류 등을 다양하게 설정함으로써 전기 자극이 인가되는 대상 부위(G)에서 다양한 전류 흐름 형태를 구현할 수도 있다.
일 실시예에 따른 전기 자극 시스템(1)은 전기 자극 장치로도 구현될 수 있다.
이러한 전기 자극 장치가 대상으로 하는 환자는 아래와 같을 수 있다.
1. 불응성 위식도 역류질환 환자 (통상적인 2-3개월의 약물치료에도 반응이 없는 위식도역류질환 환자)
2. 위식도 역류질환으로 발생한 식도 협착 등 합병증이 발생하였거나 위험성이 높은 환자
3. 기존의 치료로 반응은 있지만 흉통, 역류증상 등 증상으로 삶의 질이 저하된 환자
4. 위식도 역류질환 증상으로 오랜기간 약물 투여가 필요하나 약물 부작용이 우려되는 환자 혹은 걱정하는 환자
전술한 대상을 치료하기 위해, 전기 자극 장치는 환자의 수면 내시경 시 위내시경 채널을 통해서 일회용의 내시경 카테터(11) 및 카테터(11)의 일 단에 배치된 전극(12)이 삽입될 수 있다. 전극(12)의 말단부는 식도의 근층에 고정된 뒤, 내시경은 회수되며, 카테터(11)는 비강을 통해서 고정될 수 있다. 이와 같이 고정된 전기 자극 장치는 환자의 상태를 고려하여 7-30일 정도 거치된 상태로 유지되면서 전기 자극 치료를 시행할 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

Claims (12)

  1. 가늘고 긴 튜브형의 카테터;
    상기 카테터의 일 단에 배치되어 대상 부위에 삽입되는 전극;
    상기 전극이 상기 대상 부위에 가하는 전기 자극을 생성하는 전기 자극기; 및
    상기 전기 자극기의 전기적 펄스를 제어하여 대상 부위에 인가되는 전기 자극을 가변시키는 제어부;
    를 포함하고,
    상기 전극은 말단이 확장되어 대상 부위에 고정된 상태로 전기 자극을 인가하는, 전기 자극 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전극은,
    상기 전극의 말단의 내부로부터 외부 측면으로 관통되는 복수 개의 관통홀; 및
    상기 관통홀 내부를 이동 가능하게 설치되는 복수 개의 고정 부재;
    를 포함하고,
    상기 복수 개의 고정 부재는 각각이 상기 전극의 말단의 외부로 돌출되도록 확장됨으로써 상기 전극의 말단이 상기 대상 부위에 고정식으로 삽입되는, 전기 자극 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 관통홀은 상기 전극의 말단의 내부로부터 외부 측면을 향해 사선 방향으로 연장되고,
    상기 복수 개의 고정 부재는 각각 상기 관통홀을 따라 이동함으로써 상기 전극의 외부로 돌출되거나 상기 전극의 내부로 복귀하는, 전기 자극 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 관통홀은 상기 전극의 말단의 내부로부터 외부 측면을 향해 방사 방향으로 연장되고,
    상기 복수 개의 고정 부재는 각각의 단부가 ㄱ자 형상으로 형성되어 상기 관통홀을 통해 상기 전극의 외부로 돌출되도록 확장되거나 상기 전극의 내부로 복귀하는, 전기 자극 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 전극을 상기 대상 부위에 고정하거나 고정 해제하기 위해 상기 고정 부재의 동작을 제어하는, 전기 자극 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 카테터는 내시경을 이용하여 상기 대상 부위를 향해 거치되는, 전기 자극 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전극의 재질은 구리, 백금, 은 또는 스테인리스 강인, 전기 자극 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 카테터 내부에 배치되어 카테터의 길이 방향으로 연장되는 전선을 더 포함하고,
    상기 전선은 일단이 상기 전극에 연결되고 타단이 상기 전기 자극기에 연결되어 상기 전기 자극기로부터 생성된 전기 자극을 상기 전극으로 전달하는, 전기 자극 시스템.
  9. 가늘고 긴 튜브형의 카테터;
    상기 카테터의 일 단에 배치되어 대상 부위에 삽입되는 전극; 및
    상기 전극이 상기 대상 부위에 가하는 전기 자극을 생성하는 전기 자극기;
    를 포함하고,
    상기 전극은 말단이 확장되어 대상 부위에 고정된 상태로 전기 자극을 인가하는, 전기 자극 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 전극은,
    상기 전극의 말단의 내부로부터 외부 측면으로 관통되는 복수 개의 관통홀; 및
    상기 관통홀 내부를 이동 가능하게 설치되는 복수 개의 고정 부재;
    를 포함하고,
    상기 복수 개의 고정 부재는 각각이 상기 전극의 말단의 외부로 돌출되도록 확장됨으로써 상기 전극의 말단이 상기 대상 부위에 고정식으로 삽입되는, 전기 자극 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 관통홀은 상기 전극의 말단의 내부로부터 외부 측면을 향해 사선 방향으로 연장되고,
    상기 복수 개의 고정 부재는 각각 상기 관통홀을 따라 이동함으로써 상기 전극의 외부로 돌출되거나 상기 전극의 내부로 복귀하는, 전기 자극 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 관통홀은 상기 전극의 말단의 내부로부터 외부 측면을 향해 방사 방향으로 연장되고,
    상기 복수 개의 고정 부재는 각각의 단부가 ㄱ자 형상으로 형성되어 상기 관통홀을 통해 상기 전극의 외부로 돌출되도록 확장되거나 상기 전극의 내부로 복귀하는, 전기 자극 장치.
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