카테터
1. 개요
카테터는 인체 내에 삽입되어 다양한 의료 목적으로 사용되는 튜브 형태의 의료 기구이다. 고대부터 다양한 재료로 제작되어 사용되었으며, 18세기에는 유연한 카테터가 발명되었다. 현대에는 다양한 종류와 재료로 제작되며, 소변 배출, 약물 투여, 혈압 측정, 마취제 투여 등 광범위한 용도로 활용된다. 카테터 사용은 혈전 형성 및 감염 위험을 수반하므로 주의가 필요하다.
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의공학 -
이식물
이식물은 손상된 신체 기능을 회복, 대체하거나 미용, 피임 목적으로 사용되는 의료 기기이며, 다양한 재료로 제작되어 감염, 염증, 이식 거부 반응 등의 합병증이 발생할 수 있다. -
의공학 -
보철
보철은 신체의 결손된 부분을 인공적인 장치로 대체하여 기능적, 심미적 목적을 달성하는 것으로, 고대부터 시작되어 현대에는 가볍고 내구성이 뛰어난 재료와 전자기기, 3D 프린팅 기술 등을 활용해 정교하고 개인 맞춤화된 고기능성 보철물이 개발되고 있다. -
의학 기기 -
혈압계
혈압계는 혈관 내 혈액 압력인 혈압을 측정하는 장치로, 수동식은 청진기로 코로트코프 음을 듣고 혈압을 측정하며 자동식은 진동측정법으로 자동 측정하고, 기술 발전으로 자동 혈압계가 널리 사용된다. -
의학 기기 -
공기 이온화 장치
공기 이온화 장치는 공기 중 미립자 제거 및 정전기 중화에 사용되는 장치로, 공기청정기에서 중요한 역할을 하지만 오존 발생 가능성 및 효과에 대한 논란이 있으며, 캘리포니아 대기자원위원회(CARB)의 규제를 받는다. -
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라우토카
라우토카는 피지 비치레부섬 서부에 위치한 피지에서 두 번째로 큰 도시이자 서부 지방의 행정 중심지로, 사탕수수 산업이 발달하여 "설탕 도시"로 알려져 있으며, 인도에서 온 계약 노동자들의 거주와 미 해군 기지 건설의 역사를 가지고 있고, 피지 산업 생산의 상당 부분을 담당하는 주요 기관들이 위치해 있다. -
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코코넛
코코넛은 코코넛 야자나무의 열매로 식용 및 유지로 사용되며, 조리되지 않은 과육은 100g당 354kcal의 열량을 내는 다양한 영양 성분으로 구성되어 있고, 코코넛 파우더의 식이섬유는 대부분 불용성 식이섬유인 셀룰로오스이며, 태국 일부 지역에서는 코코넛 수확에 훈련된 원숭이를 이용하는 동물 학대 문제가 있다.
2. 역사
고대 중국인들은 양파 줄기를 사용했고, 로마인, 힌두교인, 그리스인들은 나무나 귀금속으로 만든 튜브를 사용했다.
고대 이집트인들은 갈대로 카테터를 만들었다. 카테터의 역사는 오래되었으며, 유연성이 없는 것까지 포함하면 약 2000년 전 고대 로마 유적에서 청동관이 발견되었다(비뇨기계 질환 치료에 사용되었을 것으로 추정).
2.1. 고대
고대 중국인들은 양파 줄기를 사용했고, 로마인, 힌두교인, 그리스인들은 나무나 귀금속으로 만든 튜브를 사용했다.
고대 이집트인들은 갈대로 카테터를 만들었다. 카테터의 역사는 오래되었으며, 유연성이 없는 것까지 포함하면 약 2000년 전 고대 로마 유적에서 청동관이 발견되었다(비뇨기계 질환 치료에 사용되었을 것으로 추정). 현재 주류인 혈관에 삽입하는 카테터는 18세기 전반 영국인 헤일스가 말의 경동맥에 거위의 기관을 가공하여 만든 관을 삽입하여 측정한 것이 최초이며, 19세기 중에는 말의 체온과 혈압 측정 실험이 여러 차례 이루어졌다. 이후 이러한 말의 실험 데이터를 프랑스의 베르나르가 1879년에 실시한 실험을 『수술에 의한 생리학(Leçons de Physiologie Opératoire)』이라는 책에 스케치와 함께 게재했고, 이를 읽고 흥미를 느낀 독일의 베르너 포르스만은 팔의 정맥을 통해 심장까지 카테터를 삽입할 수 있다고 생각했다. 당시 이미 실용화된 요도용 카테터를 자신의 왼팔에 삽입하여 심장 바로 앞까지 도달했다고 판단한 시점에서 X선 촬영실로 가서 이를 촬영했고, 심장에 아직 도달하지 않았다는 것을 깨닫자 우심방 내까지 삽입하여 다시 촬영을 진행했다(1929년).
포르스만의 상사는 이 사진을 보고 그의 실험 성공을 인정했지만, 그 윗선인 원장은 포르스만의 논문을 읽고 "의학을 서커스로 만들었다"며 격노하여, 수련의였던 그를 해고했다. 이후 미국에서 심장 카테터 연구가 진행되어, 1940년에 미국의 의사 앙드레 쿠르낭과 디킨슨 리차즈가 포르스만의 논문을 읽고 연구를 진행했으며, 1956년에 쿠르낭과 리차즈는 포르스만과 함께 노벨 생리학·의학상을 수상했다.
2.2. 현대
18세기에 미국에서 최초로 유연한 카테터가 발명되었다. 벤저민 프랭클린은 그의 형제 존이 요로 결석을 겪고 있던 1752년에 유연한 카테터를 발명했다. 프랭클린의 카테터는 금속으로 만들어졌으며, 삽입 시 강성을 유지하기 위해 철사로 연결된 조각들로 구성되었다. 벤저민 프랭클린은 1720년에 프란체스코 론첼리-파르디노가 유연한 카테터를 발명했다고 언급하며, 그보다 더 일찍 유연한 카테터가 설계되었을 수도 있다고 주장했다.
클로드 베르나르는 1844년에 심장 카테터 삽입술을 위해 카테터를 사용했는데, 이는 말의 경정맥과 경동맥을 통해 심실로 카테터를 삽입하는 방식이었다. 1929년, 베르너 포르스만은 자신의 팔 정맥을 통해 우심방까지 카테터를 삽입하는 실험을 성공시켰다. 이 업적은 앙드레 프레데릭 쿠르낭과 딕킨슨 W. 리처즈의 심장 카테터 연구로 이어졌고, 이들은 1956년 노벨 생리학·의학상을 공동 수상했다.
데이비드 S. 셰리던은 1940년대에 현대적인 일회용 카테터를 발명하여 포브스 잡지에서 "카테터 왕"으로 불렸다. 셰리던은 또한 현대적인 플라스틱 일회용 기관 내 튜브를 발명했다. 그의 발명 이전에는 재사용 가능한 빨간 고무관 카테터가 사용되었는데, 이는 감염 위험이 높고 질병 확산의 원인이 되기도 했다.
1900년대 초, 더블린의 월시와 스코틀랜드의 비뇨기과 의사 노먼 기번은 팀을 이루어 현대 병원에서 사용하는 표준 카테터인 기번-월시 카테터를 개발했다. 월시 카테터는 전립샘 절제 수술 후 잔류물 없이 방광을 세척하는 데 유용하며, 기번 카테터는 응급 전립선 절제 수술의 필요성을 줄였다. 또한 요도 누공과 요도 협착 치료, 전립선암으로 인한 폐뇨의 일시적 조치에도 사용된다.
3. 종류
* 방광에 차 있는 소변을 배출 시키는 경우. 예를 들어 간헐적 도뇨 카테터(intermittent catheter)와 유치 도뇨 카테터(Foley catheter)를 사용하게 되고, 요도가 손상 입었을 때(요로 폐색 등)는 치골 상부에 카테터리제이션(suprapubic catheterization)을 하게 된다.
* 경피 신루술(percutaneous nephrostomy)이라는 시술을 통해, 신장을 통하여 소변을 배출 시키는 경우. (요로 폐색으로 소변이 요도로 배출되지 못하면, 피부를 통하여 신장에 카테터리제이션 하여 신우에서 직접 소변을 몸 밖으로 배출 시킨다.)
* 정맥으로 직접 액체를 투입하는 경우. 투약 하거나 정맥을 통한 영양 공급(parenteral nutrition).
* 액체 저류(fluid collection)를 배출 시키는 경우. 비정상적인 액체들을 배출시킴.(농양 등)
* 혈관조영술(angioplasty), 혈관 조영 검사(angiography), 풍선 사이막 절개술(balloon septostomy), 풍선 부비동 확대 성형술(balloon sinuplasty), 심장 전기생리학 테스팅, 카테터박리(catheter ablation) 등. 주로 셀징거법(Seldinger technique, 혈관을 노출시키지 않고 경피적으로 혈관 내에 도관을 삽입하는 방법)을 사용한다.
* 동맥이나 정맥에 직접 삽입하여 혈압을 측정하는 경우.
* 두개내압(intracranial pressure)을 측정하는 경우
* 경막외 공간(epidural space), 지주막하강(subarachnoid space), 또는 완신경총(brachial plexus)과 같은 주요 신경 다발 주변에 마취제를 투여하는 경우.
* 산소, 휘발성 마취제를 투여하는 경우, 기관절개용 튜브(tracheal tube)를 사용하여 인공 호흡을 하는 경우.
* 수액 세트(infusion set), 인슐린 펌프를 통한 인슐린이나 기타 약물을 피하에 투여(subcutaneous administration)하는 경우.
* 중심 정맥 카테터(central venous catheter)는 심장 근처 정맥이나 심장 바로 안에 위치하고 있는 구멍이 큰 카테터 안으로 약물이나 액체를 전달하는 도관이다.
* 스완-간 카테터(Swan-Ganz catheter)는 심장의 압력을 재기 위하여 폐동맥 안에 있는 특이한 타입의 카테터이다.
* 배아 이식 카테터(embryo transfer catheter)는 체외 수정에 의한 배아를 자궁에 삽입하기 위해 고안되었다. 길이는 150mm에서 190mm로 다양하다.
* 제대 카테터(lical line)는 신생아 집중 치료실(NICU)에서 미숙아의 빠른 혈액 순환을 위해 사용된다.
* 투히 보스트 어댑터(Tuohy-Borst adapter)는 카테터를 다른 여러 장치들에게 연결시킬 때 쓰는 의료 장비이다.
* 자궁 내 카테터(intrauterine catheter)는 특히나 정자 세정 후 자궁 내에서 인공 수정할 경우에 쓰이고 있다. 이것은 의사가 하도록 되어 있다.
* 혈관 조영 카테터
마이크로 카테터
* 풍선 카테터
* 심장 카테터
심장 카테터 검사
혈관 내 치료(카테터 치료)
* 경피적 관상동맥 중재술
* 카테터 절제술
폐동맥 카테터(스완-간츠 카테터)
* 뇌혈관 카테터
** 카테터 치료
* 암 카테터 치료
* 혈관 삽입 카테터
* 흡인 삽입 카테터(드레인 참조)
* 요도 카테터
* 흉강 드레인
3.1. 비뇨기계 카테터
* 방광에 차 있는 소변을 배출 시키는 경우, 간헐적 도뇨 카테터(intermittent catheter)와 유치 도뇨 카테터(Foley catheter)를 사용한다. 요도가 손상되었을 때(요로 폐색 등)는 치골 상부에 카테터리제이션(suprapubic catheterization)을 한다.
* 경피 신루술(percutaneous nephrostomy)이라는 시술을 통해, 신장을 통하여 소변을 배출 시키는 경우도 있다. 요로 폐색으로 소변이 요도로 배출되지 못하면, 피부를 통하여 신장에 카테터리제이션 하여 신우에서 직접 소변을 몸 밖으로 배출 시킨다.
3.2. 혈관계 카테터
혈관계 카테터는 다양한 의료 시술에 사용되는 도관이다. 혈관조영술, 혈관 조영 검사, 풍선 사이막 절개술, 풍선 부비동 확대 성형술, 심장 전기생리학 테스팅, 카테터박리 등 다양한 시술에 사용된다. 주로 셀징거법(Seldinger technique)을 사용하여 혈관 내에 삽입한다.
A. 개요.
B. 천자 바늘과 폐쇄자 모두 결합되어 직접 삽입이 가능.
C. 천자 바늘이 후퇴. 폐쇄자가 결합되어 가이드 와이어에 카테터를 전진시키는 데 사용.
D. 카테터가 제자리에 있을 때 폐쇄자와 천자 바늘이 모두 후퇴.
E. 잠금 끈을 당긴 다음(중앙 하단) 카테터의 표면 끝에 감아 부착.
혈관 조영술 절차에는 다양한 카테터가 사용된다. 진단용 카테터는 혈관을 통해 와이어를 유도하고, 방사선 불투과 조영제를 주입하여 혈관을 시각화한다. 피그테일 카테터는 다량의 조영제를 전달하는 비선택적 카테터이다. 코브라 카테터는 하행 혈관 삽입에 사용되는 선택적 카테터이며, 밀어서 전진시키고 당겨서 제거한다. 사이드와인더 카테터는 대동맥 탐색에 사용된다. 헤드헌터, 뉴턴, 시몬스, 벤슨 및 베렌스타인 카테터는 대동맥궁의 세 가지 분지 중 하나로 탐색하는 데 사용된다. 야시로 카테터는 복강 동맥에 최적으로 진입하도록 설계된 선택적 친수성 카테터이다.
풍선 카테터는 혈관 협착증을 통과하는 데 유용하며, 약물 코팅 풍선, 고압 풍선, 절삭 풍선 등 다양한 종류가 있다.
투석 카테터
투석 카테터의 종류(스텝팁, 분할팁, 대칭팁)에 관계없이 혈류량, 사용 기간, 감염 및 혈전색전증 위험에는 큰 차이가 없다. 팔리드롬 카테터는 펌카테터보다 혈류량, 투석 적절성, 개방률이 우수하지만, 감염 및 혈전색전증 발생률은 높다.
카테터는 용도에 따라 굵기와 재질이 다양하며, 혈관 내 사용 카테터는 와이어 메쉬로 보강되어 토크 전달성을 높인다. 혈관 내 확장용 스텐트, 풍선, 폐색용 코일을 보내 치료하기도 한다(혈관 내 치료).
일반적으로 카테터 조작 시 가이드 와이어가 선행하며, 셀딩거법을 통해 카테터를 삽입한다. 카테터 외경은 프렌치 스케일 단위(Fr)로 관리된다.
* 혈관 조영 카테터
마이크로 카테터
* 풍선 카테터
* 심장 카테터
심장 카테터 검사
혈관 내 치료(카테터 치료)
* 경피적 관상동맥 중재술
* 카테터 절제술
폐동맥 카테터(스완-간츠 카테터)
* 뇌혈관 카테터
** 카테터 치료
* 암 카테터 치료
* 혈관 삽입 카테터
* 흡인 삽입 카테터(드레인 참조)
* 요도 카테터
* 흉강 드레인
개입 시술에 사용되는 카테터는 다양한 폴리머 및 폴리머-금속 복합재로 제작될 수 있다. 폴리아미드(나일론), 폴리에테르 블록 아미드, 폴리우레탄, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리이미드가 일반적인 재료이다. 이러한 재료는 종종 결합되어 사용되며, 스테인리스강 브레이딩, 레이저 절단 스테인리스강 튜브 등 위에 겹쳐져 원하는 특성을 부여한다. 예를 들어, 신경학적 적용 분야와 심혈관 적용 분야의 카테터 재료 및 구조는 상당히 다를 수 있다.
가이드 카테터는 가장 안쪽 층의 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 스테인리스강 브레이드 와이어 외부 층, 나일론 엘라스토머 외부 층으로 구성된다. 일부 카테터는 마찰을 줄이기 위해 윤활성 표면 코팅을 갖는다.
3.3. 기타 카테터
* 방광에 차 있는 소변을 배출 시키는 경우, 간헐적 도뇨 카테터(intermittent catheter)와 유치 도뇨 카테터(Foley catheter)를 사용한다. 요도가 손상 입었을 때(요로 폐색 등)는 치골 상부에 카테터리제이션(suprapubic catheterization)을 한다.
* 경피 신루술(percutaneous nephrostomy)이라는 시술을 통해, 신장을 통하여 소변을 배출 시키는 경우, 피부를 통하여 신장에 카테터리제이션 하여 신우에서 직접 소변을 몸 밖으로 배출 시킨다.
* 정맥으로 직접 액체를 투입하는 경우, 투약 하거나 정맥을 통한 영양 공급(parenteral nutrition)을 한다.
* 액체 저류(fluid collection)를 배출 시키는 경우, 비정상적인 액체들(농양 등)을 배출시킨다.
* 혈관조영술(angioplasty), 혈관 조영 검사(angiography), 풍선 사이막 절개술(balloon septostomy), 풍선 부비동 확대 성형술(balloon sinuplasty), 심장 전기생리학 테스팅, 카테터박리(catheter ablation) 등, 주로 셀징거법(Seldinger technique)을 사용한다.
* 동맥이나 정맥에 직접 삽입하여 혈압을 측정하는 경우, 두개내압(intracranial pressure)을 측정하는 경우에 사용한다.
* 경막외 공간(epidural space), 지주막하강(subarachnoid space), 또는 완신경총(brachial plexus)과 같은 주요 신경 다발 주변에 마취제를 투여하는 경우에 사용한다.
* 산소, 휘발성 마취제를 투여하는 경우, 기관절개용 튜브(tracheal tube)를 사용하여 인공 호흡을 하는 경우에 사용한다.
* 수액 세트(infusion set), 인슐린 펌프를 통한 인슐린이나 기타 약물을 피하에 투여(subcutaneous administration)하는 경우에 사용한다.
* 중심 정맥 카테터(central venous catheter)는 심장 근처 정맥이나 심장 바로 안에 위치하고 있는 구멍이 큰 카테터 안으로 약물이나 액체를 전달하는 도관이다.
* 스완-간 카테터(Swan-Ganz catheter)는 심장의 압력을 재기 위하여 폐동맥 안에 있는 특이한 타입의 카테터이다.
* 배아 이식 카테터(embryo transfer catheter)는 체외 수정에 의한 배아를 자궁에 삽입하기 위해 고안되었다. 길이는 150mm에서 190mm로 다양하다.
* 제대 카테터(lical line)는 신생아 집중 치료실(NICU)에서 미숙아의 빠른 혈액 순환을 위해 사용된다.
* 투히 보스트 어댑터(Tuohy-Borst adapter)는 카테터를 다른 여러 장치들에게 연결시킬 때 쓰는 의료 장비이다.
* 자궁 내 카테터(intrauterine catheter)는 특히나 정자 세정 후 자궁 내에서 인공 수정할 경우에 쓰이고 있다. 이것은 의사가 하도록 되어 있다.
* 혈관 조영 카테터, 마이크로 카테터, 풍선 카테터, 심장 카테터, 뇌혈관 카테터, 혈관 삽입 카테터, 흡인 삽입 카테터(드레인), 요도 카테터, 흉강 드레인 등이 있다.
4. 용도
카테터는 다양한 의료 목적으로 사용된다.
* 방광에 차 있는 소변을 배출하는 데 사용된다. 예를 들어, 간헐적 도뇨 카테터와 유치 도뇨 카테터가 사용되며, 요도가 손상된 경우에는 치골 상부에 카테터리제이션을 시행한다.
* 경피 신루술을 통해 신장에서 소변을 배출시킨다.
* 정맥으로 직접 액체를 투입하여 약물을 투여하거나 정맥을 통한 영양 공급을 한다.
* 농양과 같은 비정상적인 액체 저류를 배출시킨다.
* 혈관조영술, 혈관 조영 검사, 풍선 사이막 절개술, 풍선 부비동 확대 성형술, 심장 전기생리학 테스팅, 카테터박리 등에 사용되며, 주로 셀징거법이 사용된다.
* 동맥이나 정맥에 직접 삽입하여 혈압을 측정한다.
* 두개내압을 측정한다.
* 경막외 공간, 지주막하강, 또는 완신경총과 같은 주요 신경 다발 주변에 마취제를 투여한다.
* 산소, 휘발성 마취제를 투여하거나, 기관절개용 튜브를 사용하여 인공 호흡을 한다.
* 수액 세트, 인슐린 펌프를 통한 인슐린이나 기타 약물을 피하에 투여한다.
* 중심 정맥 카테터는 심장 근처 정맥이나 심장 바로 안에 위치하고 있는 구멍이 큰 카테터 안으로 약물이나 액체를 전달하는 도관이다.
* 스완-간 카테터는 심장의 압력을 재기 위하여 폐동맥 안에 있는 특이한 타입의 카테터이다.
* 배아 이식 카테터는 체외 수정에 의한 배아를 자궁에 삽입하기 위해 고안되었다.
* 제대 카테터는 신생아 집중 치료실(NICU)에서 미숙아의 빠른 혈액 순환을 위해 사용된다.
* 투히 보스트 어댑터는 카테터를 다른 여러 장치들에게 연결시킬 때 쓰는 의료 장비이다.
* 자궁 내 카테터는 특히나 정자 세정 후 자궁 내에서 인공 수정할 경우에 쓰인다.
5. 재료
다양한 고분자가 카테터 제작에 사용되며, 여기에는 실리콘 고무, 나일론, 폴리우레탄, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 라텍스, 열가소성 엘라스토머가 포함된다. 실리콘은 불활성이며 체액 및 접촉할 수 있는 다양한 의료 액체에 반응하지 않기 때문에 가장 흔하게 사용되는 이식 재료 중 하나이다. 반면에, 이 고분자는 기계적으로 약하며, 카테터에서 여러 심각한 파손이 발생했다. 예를 들어, 실리콘은 폴리 카테터에 사용되는데, 여기서 파손이 보고되었으며, 종종 방광에 남아있는 팁을 제거하기 위한 수술이 필요하다.
개입 시술에 사용되는 카테터는 요구되는 기계적 특성에 따라 다양한 폴리머 및 폴리머-금속 복합재를 사용하여 제작할 수 있다. 일반적인 재료로는 폴리아미드(나일론), 폴리에테르 블록 아미드, 폴리우레탄, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리이미드가 있다. 이러한 재료는 서로 결합하여 사용되는 경우가 많으며, 의도된 용도에 따라 카테터에 원하는 취급 특성을 부여하기 위해 스테인리스강 브레이딩, 레이저 절단 스테인리스강 튜브 또는 기타 스캐폴드 유사 구조 위에 자주 겹쳐진다.
가이드 카테터(혈관 성형 풍선 및 스텐트를 안내하는 카테터)는 가장 안쪽 층의 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE)으로 만들어지며, 이는 윤활성이 있으며, 그 다음 혈관을 통과하는 동안 카테터를 지지하고 꼬임을 방지하는 스테인리스강 브레이드 와이어 외부 층과, 카테터에 추가적인 지지력을 제공하고 굴곡이 심한 혈관을 통과할 때 카테터의 곡률을 유지하는 나일론 엘라스토머 외부 층이 이어진다.
삽입 편의성을 높이기 위해 일부 카테터는 마찰을 줄이기 위해 윤활성 표면 코팅을 가지고 있다. 윤활성 코팅은 카테터 삽입을 용이하게 하는 매끄럽고 미끄러운 필름을 생성한다.