KR100508112B1 - 고주파를 이용한 종양 및 지방 치료 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고주파를 이용한 종양 및 지방 치료 장치에 관한 것으로서, 종양 또는 지방의 열운동을 유도하는 고주파 RF 신호를 출력하는 RF 출력 장치; 상기 RF 출력 장치와 결합되어 상기 RF 출력 장치에서 출력하는 고주파 RF 신호를 전송하는 RF 전송 케이블; 상기 RF 전송 케이블과 결합되어 상기 RF 전송 케이블에서 출력되는 고주파 RF 신호를 체내의 종양 또는 지방으로 방사하는 RF 전극을 포함하며, 상기 RF 출력 장치는 테스트 전류 또는 테스트 전압을 체내의 종양 또는 지방에 인가하여 종양 또는 지방의 상태를 판단하는 생체 정보 판단부를 포함한다. 본 발명에 따르면, 수술을 하지 않더라도 종양 및 지방을 간단하며 안전하게 제거할 수 있는 장점이 있다.

Description

고주파를 이용한 종양 및 지방 치료 장치{Device for Treating Tumor and Fat Using Microwave}

본 발명은 종양 및 지방 치료 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고주파 RF 신호를 종양 및 지방에 복사하고, 복사된 RF 신호가 종양 및 지방 분자의 열운동을 유발하여 종양 및 지방을 치료하는 장치에 관한 것이다.

종래에 있어서, 종양의 치료를 위해 수술을 통해 종양을 잘라내거나 종양에 열을 가하여 종양을 태우는 방법이 주로 사용되었다. 종래의 직접 가열에 의한 종양 치료 방법은 열을 전도하는 전극을 계속적으로 냉각시켜주어야 하기 때문에 전극의 직경이 커지는 문제점이 있었고, 냉각 장치에 문제가 있을 경우에 전극이 파괴되는 문제점이 있어서 거의 활용되지 않았다.

또한, 비만을 치료하는 방법에 있어서, 종래에는 다이어트 식품을 이용하거나 지방 흡입기라는 의료 장비를 통한 치료가 이루어졌다. 종래의 지방 흡입기를 이용한 비만 치료는 복부나 대퇴부의 표피를 칼로 베어 들어올리고 지방 흡입기를 통해 지방을 긁어내고, 긁어낸 지방을 호스를 통해 밖으로 배출시키는 것으로서, 수술과 같이 복잡한 절차를 필요로 하였다.

본 발명에서는 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 수술을 하지 않고도 종양 및 지방을 제거할 수 있는 고주파를 이용한 종양 및 지방 치료 장치를 제안하고자 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 고주파 RF 신호에 의한 종양 및 지방 분자의 열운동을 유도하여 종양 및 지방을 치료하는 장치를 제안하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 인체에 전혀 해를 주지 않고 종양 및 지방을 제거할 수 있는 장치를 제안하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 종양 및 지방 치료 장치에 있어서, 종양 또는 지방의 열운동을 유도하는 고주파 RF 신호를 출력하는 RF 출력 장치; 상기 RF 출력 장치와 결합되어 상기 RF 출력 장치에서 출력하는 고주파 RF 신호를 전송하는 RF 전송 케이블; 상기 RF 전송 케이블과 결합되어 상기 RF 전송 케이블에서 출력되는 고주파 RF 신호를 체내의 종양 또는 지방으로 복사하는 RF 전극을 포함하며, 상기 RF 출력 장치는 테스트 전류 또는 테스트 전압을 체내의 종양 또는 지방에 인가하여 종양 또는 지방의 상태를 판단하는 생체 정보 판단부를 포함하되, 상기 생체 정보 판단부는 임피던스 측정부, 혈류량 측정부 중 적어도 어느 하나와 상기 임피던스 측정부, 혈류량 측정부 중 적어도 어느 하나의 출력 정보를 미리 설정된 매핑 테이블과 매칭시켜 제거하려는 종양 또는 지방의 특성 정보를 판단하는 특성 정보 판단부를 포함하고, 상기 임피던스 측정부는 상기 테스트 전압 또는 테스트 전류의 응답을 이용하여 제거하려는 종양 또는 지방의 임피던스를 측정하며, 상기 혈류량 측정부는 상기 테스트 전압 또는 테스트 전류의 응답을 이용하여 제거하려는 종양 또는 지방의 혈류량을 측정하는 것을 특징으로 하는 고주파를 이용한 종양 및 지방 치료 장치가 제공된다.

상기 RF 출력 장치는, 종양 및 지방의 열운동을 유도할 수 있는 RF 신호를 증폭하여 출력하는 RF 출력부; 상기 RF 출력부에서 출력되는 신호의 일부를 추출하여 출력되는 RF 신호의 크기를 판단하고 상기 RF 출력부에서 출력되는 RF 신호의 크기를 조절하는 RF 출력 조절부; 사용자로부터 RF 신호의 크기, 주파수, 출력 시간, 모드 등에 관한 정보를 수신하는 사용자 인터페이스부를 더 포함할 수 있다.

상기 RF 출력부는, 설정된 주파수에 해당하는 RF 신호를 출력하는 신호 발생기; 상기 신호 발생기의 출력 신호를 증폭하는 구동 증폭기; 상기 구동 증폭기에서 출력되는 신호를 상기 RF 출력 조절부의 제어 신호에 따라 조절하는 출력 조절기; 상기 출력 조절기에서 출력되는 신호를 제거하려는 종양 및 지방의 특성 정보에 따라 증폭하는 출력 증폭기; 상기 출력 증폭기에서 출력되는 신호의 일부를 추출하고 전압으로 변환하여 상기 RF 출력 조절부에 제공하는 결합기/검파기; 및 상기 출력 증폭기에서 출력되는 신호를 상기 RF 전송 케이블에 전송하기 위해 상기 RF 전송 케이블과 결합되는 출력단자를 포함할 수 있다.

상기 RF 출력 조절부는, 상기 결합기/검파기의 출력 신호를 증폭하는 증폭부; 상기 차동 증폭기에서 출력하는 신호를 통해 미리 설정된 전력을 초과하는 RF 신호가 출력되는지 여부를 판단하는 출력 비교부; 상기 출력 비교부에서 출력하는 신호에 따라 상기 RF 출력부의 출력을 조절하는 제어 신호를 제공하는 제어 신호 생성부를 포함할 수 있다.

상기 구동 증폭기 및 출력 증폭기는 개별형의 MESFET, MOSFET, GaAsFET 트랜지스터 혹은 집적형의 파워 OP 앰프중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 출력 조절기는 전류에 따라 진성 저항이 변하는 PIN 다이오드를 포함할 수 있다.

상기 출력 비교부는, 상기 차동 증폭기의 출력 신호를 로그 스케일의 신호로 변환하는 대수 증폭기; 상기 대수 증폭기의 출력 신호를 증폭하는 선형 증폭기; 상기 RF 출력부에서 출력되는 RF 신호의 순시 최대 전력을 검출하기 위한 제1 기준 전압과 상기 RF 출력부에서 출력되는 RF 신호의 적산 전력을 비교하기 위한 제2 기준 전압을 발생시키는 기준 전압 발생기; 상기 선형 증폭기의 출력 신호를 상기 제1 기준 전압과 비교하고, 상기 선형 증폭기의 출력 신호를 적분하여 상기 제2 기준 전압과 비교하는 비교기; 및 상기 대수 증폭기에 의해 로그 스케일로 변환된 신호를 다시 원래의 신호로 복원하는 반대수 증폭기를 포함할 수 있다.

상기 비교기는 스위치의 동작에 따라 상기 제1 기준전압과 선형 증폭기의 출력 신호 및 상기 제2 기준 전압과 상기 선형 증폭기의 출력 신호를 적분한 값을 기 설정된 시간 간격으로 매핑하여 출력의 크기와 양을 비교할 수 있다.

상기 비교기는 상기 제1 기준 전압과 상기 선형 증폭기의 출력 신호를 비교하는 제1 비교기와 상기 제2 기준 전압과 상기 선형 증폭기의 출력 신호를 적분한 값을 비교하는 제2 비교기를 포함할 수 있다.

상기 제어 신호 생성부는 상기 반대수 증폭기의 출력 전압을 전류 신호로 변환하는 전압/전류 변환기를 포함할 수 있다.

삭제

상기 RF 전극은 손잡이 및 체내로 침투되어 제거하려는 종양 또는 지방에 RF 신호를 복사하는 침습 전극을 포함할 수 있다.

상기 침습 전극은 내부 도체 및 외부 도체, 상기 외부 도체와 내부 도체 사이에 구비되는 내부 유전체, 상기 외부 도체의 외부를 둘러싸는 외부 유전체를 포함할 수 있다.

상기 RF 전극은 인체 외부에 부착되어 인체 내부로 RF 신호를 복사하는 RF 패드일 수 있다.

상기 RF 패드는 인체 이외의 방향으로 RF 신호가 복사되는 것을 차단하는 접지 도체; 기준 도체 및 상기 기준 도체에 전기적으로 결합되어 인체 내부로 RF 신호를 복사시키는 복수의 안테나 전극을 포함하는 내부 도체를 포함할 수 있다.

한편 본 발명에 따른 장치는 상기 침습 전극이 종양에 침투할 수 있도록 경로 정보를 제공하는 초음파 센서를 더 포함할 수 있다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 고주파를 이용한 종양 및 지방 치료 장치의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 고주파를 이용한 종양 및 지방 치료 장치의 전체적인 구성을 도시한 도면이다.

도 1a는 종양 및 지방 중 주로 종양을 제거하는데 사용되는 장치의 구성을 도시한 것이다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 고주파를 이용한 종양 및 지방 치료 장치는 RF 출력 장치(100), RF 전송 케이블(102), 손잡이(104)와 침습 전극(108)으로 구성되는 RF 전극(106)을 포함한다.

도 1a에서, RF 출력 장치(100)는 고주파 RF 신호를 생성하여 RF 전송 케이블에 제공하는 기능을 한다. 일반적인 RF 신호 출력원은 대단히 미약한 신호를 발생시키므로 RF 출력 장치는 RF 신호 출력원의 신호를 증폭하여 RF 전송 케이블(102)에 제공하는 기능을 한다.

RF 출력 장치(100)는 RF 신호의 출력뿐만 아니라 RF 전송 케이블(102)로 출력되는 RF 신호의 전력을 제어하는 기능을 한다. RF 출력 장치(100)는 검파기 등을 통해 출력되는 RF 신호의 일부를 추출하여 사용자가 설정한 총 전력에 해당하는 RF 신호가 공급되는지 여부를 판단하여 출력되는 RF 신호의 전력을 제어한다.

또한, RF 출력 장치(100)는 종양 또는 지방의 치료를 위해 사용자가 설정하는 다양한 파라미터 정보들을 입력하기 위한 사용자 인터페이스를 구비하고 있다. 사용자 인터페이스를 위한 외부 구성에 대해서는 별도의 도면을 통해 후술하기로 한다.

RF 출력 장치(100)는 종양 또는 지방이 치료가 되었는지 여부를 판단하기 위해 생체 정보를 측정할 수 있는 수단을 제공한다. 종양 또는 지방은 다른 인체의 기관과는 다른 임피던스 내지는 혈류량을 가지므로, RF 출력 장치는 임피던스 또는 혈류량을 측정함으로써 종양이 치료되었는지 또는 지방이 제거되었는지 여부를 판단한다.

RF 전송 케이블(102)은 RF 출력 장치에서 제공되는 고주파 RF 신호를 RF 전극에 제공하는 기능을 한다. 전송선 역할을 하는 일반적인 케이블이 RF 전송 케이블(102)로 사용될 수 있으며, 동축 케이블이 사용되는 것이 바람직하다. 또한 본 발명에 따른 종양 및 지방 치료 장치는 손잡이(104)를 이용해 RF 전극(106)을 자유롭게 이동시켜야 하므로, 플렉서블(Flexible) 동축 케이블을 사용하는 것이 바람직할 것이다. RF 전송 케이블의 특성 임피던스는 50ohm이며, 제작 형태에 따라 75ohm 등 다른 특성 임피던스를 가지는 케이블이 사용될 수 있다는 것은 당업자에게 있어 자명할 것이다.

RF 전송 케이블(102)과 RF 출력 장치(100)는 커넥터를 통해 연결되며, 커넥터로는 일반적인 SMA(Sub-Miniature A) 커넥터가 이용될 수 있다.

손잡이(104)는, 사용자가 종양에 침습 전극(108)을 꽂을 수 있도록, 사용자가 침습 전극을 이동시키는데 사용된다.

침습 전극(108)은 체내에 침투하여 종양에 RF 전송 케이블(102)로부터 전송되는 고주파 RF 신호를 제공하는 기능을 한다. 체내에 침투할 수 있도록 침습 전극(108)의 끝은 날카롭게 제작되고 전극의 내부는 일체형 혹은 조립형으로 제작된다. 침습 전극(108)의 끝단은 종양에 침투되어 고주파 RF 신호를 복사하며, 복사된 신호는 종양으로 전달된다.

종양으로 복사되는 RF 고주파 신호는 종양 원자나 분자의 열운동을 유도한다. 고주파로 전파가 전달되면, 고주파 신호의 음,양의 변화를 내부 분자들이 따라올 수 없어 원자나 분자들의 떨림 현상이 일어나며, 이러한 떨림 현상은 열에너지로 전환된다.

도 12는 RF 출력 장치에서 출력하는 RF 신호의 전력 및 주파수를 결정하는 그래프의 일례를 도시한 도면이다.

고주파 RF 신호가 체내로 전파되면 고주파 RF 신호의 전력과 주파수에 따라 복사깊이와 복사강도가 결정된다. 체내에 RF 신호가 전파되면 체내 이온 분자나 원자들의 진동을 유발하고 이들은 자체 혹은 상호 충돌하여 열에너지로 전환되어 복사시간에 따라 적산됨므로써 온도상승으로 나타난다. 따라서 고주파 RF 신호의 전력과 주파수를 조절하여 발생 온도를 제어할 경우 체내 조직에서의 온열효과, 탈수효과, 파괴효과를 얻을 수 있으며 이는 각각 혈액순환 원리, 지방제거 원리, 종양제거 원리로 사용된다.

도 12에서, 고주파 조사(照射) 후 체내 조직의 평형상태 회복 여부는 임계점(CP) 온도를 중심으로 설정된다.([그림1])참조) 따라서 임계점 이상으로 열에너지를 증가시키면 종양은 괴사하게 되는 원리가 되고 임계점 이하로 열에너지를 유지시키면 지방의 탈수효과에 의하여 비만이 제거되는 원리가 된다. 괴사된 종양은 자연적으로 생리학적인 현상에 의해 체내로 흡수되어 노폐물로 없어지거나 괴사된 상태로 체내에 존재한다. 체내에 괴사된 종양이 존재하더라도 신체의 기능에 전혀 영향을 주지 않는다. 또한 지방의 탈수효과는 임계점을 넘지 않았기 때문에 물리적 평형상태로 재 회복되어 인체에 무해하면서도 지방만 제거되는 것이다.

즉, 종래에는 열을 전도시켜 종양을 괴사시키는 방법을 이용하였으나, 본 발명의 원리를 이용할 경우 고주파 신호의 복사 에너지를 전파시키고, 복사 에너지가 미치는 범위 내에 있는 대상체의 내부 원자나 분자의 열운동을 유발하여 대상체에 존재하는 종양을 괴사시키는 것이다.

침습 전극(108)에서 복사되는 고주파 RF 신호의 주파수와 전력은 종양의 종류 및 크기에 따라 달라지며, RF 신호의 주파수 및 전력은 RF 출력 장치의 사용자 인터페이스를 통해 조작한다. 또한, 침습 전극의 길이 및 크기 역시 종양 부위 및 크기에 따라 적절히 변형될 수 있을 것이다.

침습 전극은 또한 체내에 침투되어 종양의 임피던스나 혈류량을 측정하는 수단으로 사용될 수도 있다.

도 1b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 종양 및 지방 치료 장치의 전체적인 구성을 도시한 도면이다.

도 1b에 도시된 종양 및 지방 치료 장치는 초음파 센서(112)를 더 구비하고 있다는 점을 제외하고는 도 1a에 도시된 장치와 동일하다.

도 1b에 도시된 바와 같이, 초음파 센서(112)는 침습 전극에 구비될 수도 있으며, 또는 종양 및 지방 치료 장치와는 물리적으로 이격된 곳에 구비될 수도 있다. 초음파 센서(112)는 사용자가 손잡이를 이용해 침습 전극을 종양에 꽂을 수 있도록 종양까지의 경로에 대한 영상을 입체적으로 제공한다. 초음파 센서는 해상도를 밀리미터(mm) 단위까지 제어할 수 있으므로, 초음파 센서(112)를 이용하면 무리 없이 침습 전극을 종양에 위치시킬 수 있을 것이다. 초음파 센서(112)가 사용될 경우 침습전극은 초음파 센서에 의해 영상으로 잘 검출될 수 있도록 반사계수가 매우 높도록 혹은 매우 낮도록 표면 처리되는 것이 바람직하다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 침습전극은 테프론 재질에 의해 특수 표면코팅이 되는 것이 바람직하다.

도 1d는 침습 전극이 종양으로 침투되는 일례를 도시한 도면이다. 도 1d에 도시된 바와 같이, 초음파 센서(112)를 이용해 침습 전극(106)이 종양으로 침투되는 경로를 유도할 수 있고, 침투된 침습 전극이 고주파 RF 신호를 복사하여 종양을 괴사시킨다. 그러므로 침습전극은 전술한 바와 같이 초음파 센서가 잘 검출할 수 있는 재질이어야 한다.

도 1b에서는 초음파 센서를 이용하여 종양에 대한 영상 정보를 수신하는 경우를 도시하였으나, MRI 등 다른 영상 취득 수단을 통해 종양 또는 지방의 위치를 판단하는 경우도 본 발명의 범주에 속한다는 것은 당업자에게 있어 자명할 것이다.

도 1c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 종양 및 지방 치료 장치의 전체적인 구성을 도시한 도면이다.

도 1a 및 도 1b는 침습 전극을 체내에 침투시켜 종양을 제거하기 위한 장치의 구성을 도시한 것이며, 도 1c는 체외에서 RF 신호를 복사하여, 비교적 넓은 면적에 존재하는 지방을 제거하기 위한 장치의 구성을 도시한 것이다

도 1c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 종양 및 지방 치료 장치는 RF 출력 장치(100), RF 전송 케이블(102), 커넥터(110) 및 RF 패드(114)를 포함할 수 있다.

도 1c는 도 1a에 도시된 장치에서 RF 전극(106)을 RF 패드(114)로 대체한 장치를 도시한 것이다.

RF 출력 장치(100), RF 전송 케이블(102)의 동작은 도 1a와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

RF 패드(114)는 지방이 많은 배 또는 허벅지등의 체표면에 위치되어, 체내로 고주파 RF 신호를 복사한다. RF 패드(114) 내에는 비교적 넓은 면적으로 고주파 신호를 복사할 수 있는 안테나가 구비되며, 안테나에서 고주파 RF 신호가 복사되어 체내로 침투된다. RF 패드(114)의 내부 구성과 복사 패턴에 대해서는 별도의 도면을 통해 후술하기로 한다.

RF 패드(114)에서 복사되는 고주파 RF 신호는 지방 분자의 열운동을 유도하고, 열운동에 의해 지방 분자는 녹게 된다. RF 패드(114)에서 복사하는 RF 신호의 주파수 및 크기는 지방의 두께에 따라 조절된다.

RF 패드(114)는 복부나 허벅지 등을 감쌀 수 있도록 유연(Flexible)하게 제작되는 것이 바람직하다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RF 출력 장치의 외부 구성을 도시한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RF 출력 장치의 외부는 상태 표시등(200), 출력 전력 조절 다이얼(202), 출력 주파수 조절 다이얼(204), 타이머(206), 동작 개시 스위치(208), 전원 스위치(210), 출력 표시 계기(212), 모드 설정 다이얼(214), 입력 단자(216) 및 출력 단자(218)를 포함할 수 있다.

도 2에서, 상태 표시등(200)은 RF 출력 장치의 상태 정보를 표시하는 기능을 한다. 구체적으로 상태 표시등(200)은 전원상태, 동작상태, 에러유무, 위험유무, 과출력 등에 관한 상태정보를 표시한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, LED의 점등을 이용하여 RF 출력 장치의 상태를 표시할 수 있을 것이다. 그러나, 상태 표시를 LED로 하는 것에 본 발명이 한정되지는 않으며, LCD를 이용한 상태 표시나 기타의 상태 표시 수단을 사용하는 경우도 본 발명의 범주에 속할 것이다.

출력 전력 조절 다이얼(202)은 RF 출력 장치에서 출력하는 RF 신호의 크기를 조절하는 다이얼이다. 도 2에는 다이얼을 통해 출력 전력을 조절하는 구성이 도시되어 있으나, 버튼이나 키패드 등을 이용하여 출력 전력을 조절할 수 있음은 당연할 것이다. 출력 전력은 제거하려는 종양 또는 지방의 특성에 따라 결정된다.

출력 주파수 조절 다이얼(204)은 RF 출력 장치에서 출력하는 RF 신호의 주파수를 조절하는 다이얼이다. 출력 주파수는 제거하려는 종양 또는 지방의 두께에 따라 달라지므로 이를 고려하여 조절된다.

타이머(206)는 RF 출력 장치에서 출력하는 RF 신호의 출력 시간을 조절하는 장치이다. 종양 또는 지방에 인가되는 전력은 RF 신호의 크기 및 RF 신호의 출력 시간에 따라 달라지므로 종양 및 지방의 특성에 따라 RF 신호의 출력 시간을 조절한다. 타이머(206)에 의해 설정되는 RF 신호의 출력시간은 출력되는 전력의 양을 모두 합한 적분치에 따라 시분할 된다. 출력전압의 적분치와 타이머에 의한 시간 설정 관계에 대해서는 별도의 도면을 통해 후술하기로 한다.

동작 개시 스위치(208)는 RF 신호를 출력시키는 동작을 지시하는 스위치이다. RF 출력 장치의 전원이 켜있다고 하더라도, 동작 개시 스위치를 누르지 않으면, RF 신호가 침습 전극 또는 RF 패드로 전달되지 않는다.

전원 스위치(210)는 RF 출력 장치의 전원을 켜는 것을 지시하는 스위치이다. 전원 스위치가 ON되면, 사용자는 출력 주파수, 출력 전력, 출력 시간 등을 조절할 수 있다.

출력 표시 계기(212)는 현재 출력되고 있는 RF 신호의 크기에 대한 정보를 표시하는 기능을 한다. 출력 크기를 출력 조절 다이얼(202)을 통해 설정한다고 하더라도 노이즈나 결합 계수 등으로 인해 미리 설정한 신호의 크기와 다를 수 있으므로, 사용자는 출력 표시 계기(212)를 통해 현재 출력되는 RF 신호의 크기를 모니터링한다. 여기에서 출력 표시 계기(212)는 가동철편형등의 아날로그형과 LCD등의 디지털형을 선택하여 사용할 수 있다는 것은 당업자에게 있어 자명할 것이다.

모드 설정 다이얼(214)은 RF 출력 장치가 입력 모드인지 또는 출력 모드인지를 선택하고, 출력 모드일 경우 출력 표시 계기(212)가 주파수 정보를 표시할지 또는 RF 신호의 크기 정보를 표시할지를 선택하는 다이얼이다.

RF 출력 장치는 RF 신호를 체내에 공급하는 출력모드로 동작할 수 있고, 또는 체내의 생체 정보를 측정하는 입력모드로 동작할 수도 있으며, 모드의 변경은 모드 설정 다이얼을 통해 이루어진다.

입력 단자(216)는 RF 출력 장치가 입력 모드로 동작할 때 RF 전송 케이블(102)과 RF 전극(106)이 결합되는 단자이다. RF 전극(106)의 침습 전극은 체내로 투입된 부분의 임피던스 또는 혈류량을 측정한 정보를 입력 단자(216)를 통해 RF 출력 장치에 제공한다.

출력 단자(218)는 RF 출력 장치가 출력 모드로 동작할 때 RF 전송 케이블(102)과 RF 전극(106)이 결합되는 단자이다. 종양 또는 지방을 제거하기 위한 고주파 RF 신호는 출력 단자를 통해 RF 전송 케이블(102)에 제공된다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RF 출력 장치의 내부 구성을 도시한 블록도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RF 출력 장치는 RF 출력부(300), RF 출력 조절부(302), 제어부(304), 사용자 인터페이스부(306) 및 생체 정보 판단부(308)를 포함한다.

도 3에서 RF 출력부(300)는 종양 또는 지방을 제거하기 위한 고주파 RF 신호를 생성하는 기능을 한다. RF 출력부(300)는 비교적 파워가 미약한 고주파 출력원의 신호를 증폭하여 RF 전송 케이블(102)에 제공한다. 체내에 존재하는 종양은 다양한 특성 및 크기를 가지고 있으며, 종양의 특성 및 크기에 따라 각각 다른 세기의 신호를 출력할 필요가 있다. 따라서, 다양한 세기의 신호를 선형적으로 출력하기 위해서 RF 출력부(300)는 다단의 증폭기를 구비하는 것이 바람직하다.

RF 출력 조절부(302)는 상기 RF 출력부(300)에서 출력하는 RF 신호의 세기를 조절하는 기능을 한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, RF 출력 조절부(302)는 RF 출력부에서 출력하는 신호의 일부를 추출하여 출력되는 RF 신호의 세기를 판단하고, 미리 설정된 전력에 도달하였다고 판단하는 경우 RF 출력부(300)의 신호 출력을 일정하게 유지하도록 출력되는 전력을 조절한다.

사용자 인터페이스부(306)는 사용자가 설정하는 RF 신호의 크기, 주파수, 출력 시간, 모드 등에 관한 정보를 수신하여 이를 제어부(304)에 제공한다. 제어부는 사용자 인터페이스부(306)가 제공하는 사용자의 설정 정보에 맞게 RF 출력 장치의 전체적인 동작을 제어한다.

생체 정보 판단부(308)는 침습 전극을 이용하여 측정하는 생체 정보를 수신하고, 수신한 생체 정보를 이용하여 종양 또는 지방의 특성 정보를 판단하는 기능을 한다. 전술한 바와 같이, 종양 또는 지방의 임피던스와 혈류량을 측정하여 종양 또는 지방의 특성 정보를 판단할 수 있을 것이다. 또한, 생체 정보 측정부(308)는 종양의 임피던스 등을 측정하여 종양이 제거되었는지 여부를 판단하는데 이용될 수도 있다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RF 출력부의 상세 구성을 도시한 블록도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RF 출력부는 신호 발생기(400), 제1 고립기(402), 입력 스위치(404), 제2 고립기(406), 구동 증폭기(408), 제3 고립기(410), 출력 조절기(412), 제4 고립기(414), 전력 증폭기(416), 제5 고립기(418), 결합기/검파기(420), 제6 고립기(422), 출력 스위치(424), 제7 고립기(426) 및 출력 단자(428)를 포함할 수 있다.

도 4에서, 신호 발생기(400)는 고주파 RF 신호를 발생시키는 출력원으로서 동작하며, 1mW ~ 10mW에 해당하는 비교적 미약한 RF 신호를 출력한다.

RF 신호의 전송 시, 증폭기 등과 같은 RF 소자가 결합되거나 매질이 바뀔 경우에 전송되는 RF 신호의 일부는 반사된다. 이러한 반사 현상을 막기 위해서는 임피던스를 정합할 필요가 있으며, 고립기(Isolator)는 연결되어 있는 양단의 임피던스를 정합시키는 기능을 한다. 제1 고립기(402)는 신호 발생기(400)와 입력 스위치(404)간의 임피던스를 정합시켜, 신호 발생기(400)에서 출력하는 RF 신호가 반사되지 않고 모두 입력 스위치(404)를 통과하도록 한다.

입력 스위치(404)는 특별한 경우 신호 발생기에서 출력되는 RF 신호를 차단하는 기능을 한다. 입력 스위치로는 일반적으로 사용되는 기계적인 동축 스위치(coaxial switch)가 사용될 수 있으며, 전기적으로 RF 신호를 차단하는 스위치가 사용될 수도 있다. RF 출력 장치가 입력 모드로 동작할 때, 입력 스위치(404)가 구동되어 RF 신호의 출력을 차단한다.

제2 고립기(406)는 입력 스위치(404)와 구동 증폭기(408) 사이의 임피던스를 정합시키는 기능을 한다.

구동 증폭기(408)는 신호 발생기(400)에서 출력하는 RF 신호의 레벨을 일정 수준으로 증폭하는 기능을 한다. 구동 증폭기로 개별형의 MESFET, MOSFET, GaAsFET 트랜지스터 혹은 집적형의 파워 OP 앰프와 같은 소자가 사용될 수 있다. 구동 증폭기의 증폭 이득은 후단의 출력 증폭기가 입출력 범위에서 제어되도록 하는 오프셋 전력의 값에 따라 조절될 수 있다. 구동 증폭기 의 후단에 위치한 출력 증폭기(416)는 실제 출력되는 RF 신호를 증폭하는 역할을 한다. 이와 같이 출력 증폭기(416) 전단에서 구동 증폭기(408)를 이용해 증폭을 하는 이유는 오프셋의 상태에서 제어의 직선성을 확보하여 출력 레벨의 제어를 용이하게 하도록 하기 위해서이다. 구동 증폭기의 증폭율은 구동 증폭기와 결합된 저항, 캐패시터, 인덕터와 같은 소자의 값을 가변시킴으로써 조절할 수 있을 것이다.

제3 고립기(410)는 구동 증폭기(408)와 출력 조절기(412)의 임피던스를 정합시키는 기능을 한다.

출력 조절기(412)는 구동 증폭기에서 출력되는 신호의 세기를 조절하는 기능을 한다. 출력 조절기(412)는 RF 출력 조절부(302)와 결합되어 있으며, RF 출력 조절부(302)에서 제공하는 제어 신호에 따라 구동 증폭기의 출력 신호 레벨을 제어한다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, RF 출력 조절부(302)는 RF 출력부(300)의 출력 신호를 일부 추출하여 종양 또는 지방으로 전달되는 RF 신호의 전력을 판단하여 출력되는 RF 신호의 레벨을 조절하며, 이때 출력 레벨 조절을 위한 제어 신호는 출력 조절기(412)로 입력된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 출력 조절기는 PIN 다이오드 감쇠기를 이용하여 출력 신호 레벨을 조절한다. PIN 다이오드는 초고주파 대역에서 거의 순수한 진성 저항 성분을 가지며 이 값은 전류에 따라 변한다. 따라서, PIN 다이오드 감쇠기로 출력 조절기(412)를 구성할 경우 제어 신호는 전류의 형태로 입력되며, 전류의 양에 따라 진성 저항 성분이 달라져 출력되는 RF 신호의 크기를 조절한다. 단, 이 경우, 제어 전류의 양에 따라 진성 저항의 성분이 달라져 입출력단의 임피던스가 변하므로 입출력 반사정도가 달라진다. 이러한 문제는 제3 고립기(410)가 임피던스를 정합시킴으로써 해결할 수 있다.

제4 고립기(414)는 출력 조절기(412)와 출력 증폭기(416)의 임피던스를 정합시키는 기능을 한다.

출력 증폭기(416)는 출력 조절기(412)에서 출력되는 신호를 증폭하는 기능을 한다. 구동 증폭기(408)와 마찬가지로 출력 증폭기로 개별형의 MESFET, MOSFET, GaAsFET 트랜지스터 혹은 집적형의 파워 OP 앰프 등이 사용될 수 있을 것이다.

전력에 대한 선형 영역을 늘리기 위해, 출력 증폭기는 2단으로 구성되는 것이 바람직하다. 출력 증폭기가 설정된 증폭율 만큼 RF 신호를 증폭하기 위해, 입출력 정합회로가 필요하다. 정합점은 스미스 도표 등을 이용하여 결정할 수 있으며, 정합점 내의 임피던스를 가져야 미리 설정된 증폭율 만큼 증폭이 가능하다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 단일 리액턴스 정합회로보다 이중 리액턴스 정합회로를 사용하는 것이 바람직하다.

결합기/검파기(420)는 출력 증폭기에서 출력되는 신호의 일부를 추출하고 이를 직류 전압 신호로 변환하여 RF 출력 조절부에 제공하는 기능을 한다.

결합기는 출력 증폭기에서 출력되는 신호의 일부를 추출하는 기능을 하며, 추출되는 신호의 비는 결합 계수에 의해 결정된다. 예를 들어, 3dB 결합기가 사용되는 경우에 출력되는 신호의 50%가 결합기에 의해 추출될 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 결합기는 마이크로스트립 평행 결합선로로 구현될 수 있으며, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상용화된 초고주파용 결합기를 별도로 사용할 수도 있을 것이다.

검파기는 결합기에서 추출한 신호를 직류 전압 신호로 변환하여 RF 출력 조절부(302)에 제공한다. 교류 신호인 RF 신호를 직류 전압신호로 변환하기 위해 검파기는 다이오드와 캐패시터를 포함한다. 다이오드는 양,음이 교차되는 교류 신호를 양의 값만이 존재하는 신호로 변환하고, 캐패시터는 사인파 형태의 신호를 평평한 직류 신호로 변환한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 다이오드로 쇼트키 다이오드를 사용한다. 검파기는 온도 변화에 따른 특성 변화를 고려하여 설계하는 것이 바람직하다.

제6 고립기(422)는 결합기/검파기(420)와 출력 스위치(424)의 임피던스를 정합하는 기능을 한다.

출력 스위치(424)는 특별한 경우 출력 증폭기(416)에서 출력되는 신호를 차단하는 기능을 한다. 기계의 오동작으로 인해 위험 상황이 발생하는 경우에 출력 스위치(424)를 구동시켜 출력 전력을 차단한다. 입력 스위치와 마찬가지로 출력 스위치(424)로는 일반적으로 사용되는 기계적인 동축 스위치가 사용될 수 있으며, 전기적으로 RF 신호를 차단하는 스위치가 사용될 수도 있다.

제7 고립기(426)는 출력 스위치(424)와 출력 단자(428)의 임피던스를 정합시킨다.

출력 단자(428)는 RF 전송 케이블(102)이 연결되는 단자이다. 출력 단자(428)로는 삽입 손실과 정재파비가 적은 SMA(Sub-Miniature A) 커넥터가 사용될 수 있을 것이다. 출력 단자(428)에서 출력되는 신호는 RF 전송 케이블(102)을 통해 침습 전극(108)으로 전달되어 종양 또는 지방으로 전파된다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RF 출력 조절부의 상세 구성을 도시한 블록도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RF 출력 조절부는 차동 증폭기(500), 대수 증폭기(506), 선형 증폭기(508), 비교기(510), 기준 전압 발생기(512) 및 반대수 증폭기(514)를 포함하는 출력 비교기(502) 및 제어신호 생성기(504)를 포함한다.

차동 증폭기(500)는 결합기/검파기로부터 검파되는 신호를 증폭한다. 결합기/검파기에서 출력되는 신호는 출력 신호의 일부를 검파하는 것이므로 신호의 세기가 비교적 미약하므로 차동 증폭기를 통해 검파되는 신호를 증폭하는 것이다.

검파된 RF 신호의 변환에는 높은 입력 임피던스가 필요하기 때문에, 높은 입력 임피던스를 가지는 차동 증폭기를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 차동증폭기의 종류로 광대역용 비디오 증폭기가 사용될 수 있음은 당업자에 자명하다. 높은 입력 임피던스를 가지는 차동 증폭기의 사용이 곤란한 경우에 차동 증폭기 전단에 고입력 임피던스 버퍼가 설치될 수도 있다.

출력 비교기(502)는 차동 증폭기(500)에서 출력되는 신호를 수신하고, 한편으로 RF 출력부에서 출력되는 RF 신호를 상호 비교하여 사용자가 설정한 전력 레벨이나 전력량에 도달하였는지 여부를 판단한다. 그 결과 오차를 보정하거나 출력을 제어하는 기능을 수행한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 출력 비교기는 대수 증폭기(506), 선형 증폭기(508), 비교기(510), 기준 전압 발생기(512) 및 반대수 증폭기(514)를 포함한다.

종양이나 지방의 특성 및 크기 등에 따라 RF 출력부에서 출력하는 출력 신호의 레벨은 다양하게 변한다. RF 출력 조절부(302)는 다양한 레벨의 출력 신호를 모두 처리하여야 하나, 편차가 큰 출력 레벨의 신호를 모두 처리할 수 있는 소자는 극히 드물다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 대수 증폭기(506)를 이용하여 결합기/검파기(420)에서 추출되는 신호를 로그 스케일의 신호로 변환한다.

선형 증폭기(508)는 대수 증폭기(506)에서 변환된 로그 스케일의 신호를 선형적으로 변환하여 증폭한다. 대수 증폭기(506)는 결합기/검파기(420)의 출력 신호를 로그 스케일의 신호로 변환하기 때문에, 대수 증폭기(506)의 출력 신호는 비교적 직선성이 없고 작은 편이다. 따라서, 용이한 제어를 위해 선형 증폭기(508)를 이용하여 대수 증폭기(506)의 출력 신호를 선형적으로 변환하여 증폭하는 것이다.

기준 전압 발생기(512)는 RF 출력부에서 출력되는 최대 RF 전력에 대한 제1 기준 전압과 적산 RF 전력을 비교하기 위한 제2 기준 전압을 발생시킨다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 두 개의 기준 전압 발생기가 구비되어, 제1 기준 전압 발생기는 상기 최대 전력에 대한 제1 기준 전압을 발생시키고, 제2 기준 전압 발생기는 상기 적산 전력을 비교하기 위한 제2 기준 전압을 발생시킨다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 하나의 기준 전압 발생기가 상기 최대 전력에 대한 제1 기준 전압과 적산 전력을 비교하기 위한 제2 기준 전압을 기 설정된 시간 간격에 따라 스위치에 의해 교번하여 제공할 수 있고 또는 각각 발생시킬 수도 있다.

비교기(508)는 기준 전압 발생기(512)로부터 출력되는 최대 전력에 관한 제1 기준 전압과 선형 증폭기(508)에서 출력되는 전압 신호를 비교하고, 또한 기준 전압 발생기(512)로부터 출력되는 적산 전력에 관한 제2 기준 전압과 선형 증폭기(508)에서 출력되는 신호를 적분한 값을 비교한다.

도 6a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 비교기의 구성을 도시한 것이다.

도 6a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, OP 앰프로 구성되는 비교기(602)에는 RF 출력 전력에 따라 변하는 선형 증폭기(508)의 순시 전압 신호와 적분기(600)에 의해 적분된 전압이 두 개의 스위치(604,606)에 의해 스위칭되어 비교 입력단자에 입력된다.

기준 전압 발생기(512)는 제1 기준 전압 및 제2 기준 전압을 스위칭하여 비교기(602)의 기준 입력단자로 입력시키며, 이때 제1 기준 전압이 입력될 때에는 제1 스위치(604)가 닫혀 선형 증폭기(508)의 순시 전압이 비교기(602)로 입력되며, 제2 기준 전압이 입력될 때에는 제2 스위치(606)가 닫혀 적분기(600)의 출력 신호가 비교기(602)로 입력된다. 여기에서 비교기는 개별소자로 구성된 트랜지스터를 사용할 수 있음은 물론 집적소자로 구성된 OP 앰프도 사용될 수 있다는 것은 당업자에게 자명하다.

도 6b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비교기의 구성을 도시한 것이다.

도 6a는 하나의 OP 앰프와 기준 전압 발생기가 스위칭을 통해 순시 전압과 적분된 전압을 비교하는 구성을 도시한 것이고, 도 6b는 두 개의 OP 앰프 및 두 개의 기준 전압 발생기가 동시에 사용되는 구성을 도시한 것이다.

도 6b에 도시된 바와 같이, 선형 증폭기(508)에서 출력되는 순시 전압은 OP 앰프로 구성되는 제1 비교기로(608)로 입력되며, 제1 비교기(608)는 선형 증폭기(508)의 출력 신호와 제1 기준 전압 발생기(610)에서 출력되는 기준 전압을 비교한다.

제2 비교기(612)에는 적분기(600)에 의한 적분 전압 및 제2 기준 전압 발생기의 출력 전압이 입력되어, 제2 비교기(612)는 적분기의 적분 전압이 제2 기준 전압 발생기의 출력 전압보다 클 경우 출력 신호를 생성한다. 여기에서 제2 비교기에 입력되는 적분기의 적분전압의 경우 출력단자(428)를 통해 출력되는 전력의 총 적산전력을 나타내므로 제2 기준전압 발생기의 출력전압은 사용자가 타이머로 셋팅한 시간과 매핑되어 판단할 수 있도록 설정된다.

즉, 종양 및 지방의 크기 및 특성에 따라 사용자가 설정한 최대전력 및(혹은) 적산전력 이상의 전력이 RF 출력부에서 출력되거나, 현재 출력되는 RF 신호가 기기 이상 등으로 인해 과도하게 클 경우 비교기(510)는 출력 신호를 생성한다.

반대수 증폭기(514)는 대수 증폭기(506)에 의해 변환된 로그 스케일의 신호를 다시 본래의 신호로 변환한다. 대수 증폭기(506)와 반대수 증폭기(514)는 제어의 편이를 위해 구비되는 구성이며, RF 출력 신호의 편차가 크지 않을 경우에는 반대수 증폭기(514)와 대수 증폭기(506)는 구비되지 않아도 무방하다.

제어신호 생성기(506)는 반대수 증폭기(514)의 출력 전압을 전류로 변환하여 제어 신호를 출력 조절기(412)에 제공하는 기능을 한다. 출력 비교기(502)의 출력 신호에 따라, RF 출력부에서 출력되는 RF 신호의 크기가 조절 되도록 제어되며, 전술한 바와 같이, 이 경우 출력 조절기(412)가 RF 신호의 크기를 조절한다. 출력 조절기(412)는 PIN 다이오드로 구현되고, PIN 다이오드가 전류량에 의해 진성 저항이 바뀌면서 RF 신호의 세기를 조절하기 때문에, 제어 신호 생성기(504)는 반대수 증폭기(514)의 전압 신호를 전류로 변환하는 것이다.

도 5에 도시된 RF 출력 조절부는 RF 출력부에서 출력되는 신호를 피드백하여 RF 출력을 조절하는 경우를 도시한 것이나, 이는 바람직한 일 실시예에 불과하며, 다른 다양한 방법으로 RF 출력이 조절될 수 있으며, 이러한 출력 조절 방법의 변형이 본 발명의 범주에 속한다는 것은 당업자에게 있어 자명할 것이다.

도 7a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 생체 정보 처리부의 구성을 도시한 블록도이다.

도 7a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 생체 정보 처리부는 임피던스 측정부(700), 혈류량 측정부(702), 특성 정보 판단부(704)를 포함한다.

임피던스 측정부(700)는 제거하려는 종양 또는 지방의 임피던스를 측정하는 기능을 한다. 임피던스는 제거하려는 종양 또는 지방에 테스트 전류를 인가하고, 테스트 전류를 인가했을 때 종양 또는 지방에 걸리는 전압을 측정함으로써 구할 수 있다.

혈류량 측정부(702)는 제거하려는 종양 또는 지방의 혈류량을 측정하는 기능을 한다. 혈류량은 전하량과 위상을 측정함으로써 구할 수 있다. 따라서, 혈류량 측정부(702)는 테스트 전류 내지는 전압을 통해 종양 또는 지방에서 발생하는 전류 신호를 적분 및 위상제어루프를 통해 혈류량을 측정한다.

특성 정보 판단부(704)는 임피던스 측정부(700) 또는 혈류량 측정부(702)에서 제공하는 정보를 수신하고, 미리 저장된 매핑 테이블 등을 이용하여 종양 또는 지방의 상태를 판단한다. 종양 또는 지방의 특성 정보 뿐만 아니라, 특성 정보 판단부(704)는 임피던스 또는 혈류량의 측정 결과에 따라 종양 또는 지방이 제거되었는지에 대한 정보를 제공한다.

도 7a에 도시된 생체 정보 판단부는 혈류량과 임피던스를 통해 생체 정보를 진단하는 경우를 도시하였으나, 다른 전기 진단 파라미터가 사용될 수 있다는 것은 당업자에게 있어 자명할 것이다.

도 7b는 침습 전극으로 테스트 전압 또는 테스트 전류를 인가하여 생체 정보를 판단하는 일례를 도시한 도면이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 임피던스 또는 혈류량과 같은 생체 정보를 측정하기 위해, 침습 전극(710)의 내부에 침습 전극보다 직경이 작은 측정용 전극(712)을 필요한 개수만큼 다수 삽입한다.

침습 전극(710)이 체내로 침투되어 종양 내부에 위치할 때, 침습 전극(700)으로 테스트 전류를 인가하고, 테스트 전류를 인가하였을 때, 침습 전극(710)과 측정용 전극(712) 사이의 전압을 측정하면, 종양의 임피던스 정보를 계산할 수 있다.

도 8a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RF 전극의 종단면도를 도시한 도면이고, 도 8b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RF 전극의 횡단면도를 도시한 도면이다.

도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 RF 전극은 내부 도체(800), 내부 유전체(802), 외부 도체(804) 및 외부 유전체(806)로 구성된다.

RF 신호는 내부 도체(800)와 외부 도체(804) 사이에서 전반사를 하면서 내부 유전체(802)를 통해 전파된다. 외부 도체(804)는 접지로서의 역할을 하며, 외부 도체(804)로 인해 RF 신호가 RF 전송 케이블 밖으로는 전파되지 않는다.

도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 침습 전극이 사용될 경우의 RF 신호의 복사 패턴을 도시한 것이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 침습 전극의 끝부분에는 외부 도체(804)가 연장되지 않으며, 외부 도체(804)가 연장되지 않는 끝 부분 즉, 내부 유전체(802)와 외부 유전체(806)가 결합되는 부분의 슬롯(Slot)을 통해 RF 신호가 밖으로 복사된다. RF 신호가 복사되는 깊이는 종양 혹은 지방의 특성과 RF 신호의 전력 및 주파수에 따라 달라진다. 따라서, 종양 혹은 지방의 특성 정보와 두께가 판단되면, RF 신호가 종양의 끝까지 도달할 수 있는 적절한 주파수와 전력을 설정하여야 한다. 따라서, 종양 혹은 지방 세포내의 원자나 분자가 RF 신호에 의해 열운동을 하기 위해서는 열운동을 유도할 수 있을 정도의 전력과 주파수를 가진 RF 신호가 복사되어야 한다.

도 10a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RF 패드의 내부 구성을 나타낸 종단면도이고, 도 10b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RF 패드의 내부 구성을 나타낸 횡단면도이다.

도 10a에 도시된 바와 같이, RF 패드는 외부 유전체(1000), 접지 도체(1002) 및 내부 도체(1004)를 포함한다.

도 10b에 도시된 바와 같이, 내부 도체(1004)는 복수의 안테나 전극들(1006)과 상기 복수의 안테나 전극들을 전기적으로 연결시키는 기준 도체(1008)를 포함한다. 각각의 안테나 전극들(1006)은 다이폴 안테나로 동작하여 인체에 RF 신호를 전달한다.

도 10b에는 일반적인 다이폴 안테나 전극이 패드 내에 구비되는 구성을 도시하였으나, 다른 형태의 안테나 전극이 구비될 수 있다는 것은 당업자에게 있어 자명할 것이다.

도 10c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 RF 패드의 내부 구성을 나타내는 횡단면도이다.

도 10c에 도시된 바와 같이, 두 개의 기준 도체(1010, 1012)가 위 아래로 존재하고, 각 기준 도체(1010,1012)에 안테나 전극(1014)들이 연결되어 있다. 도 10c와 같이 안테나 전극(1014)이 조밀하게 위치할 경우, 보다 높은 전력밀도를 가진 RF 신호를 인체에 복사할 수 있다.

도 11은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 RF 패드에서의 복사 패턴을 도시한 것이다.

도 11에 도시된 바와 같이, RF 패드의 바깥쪽에는 접지 도체(1100)가 존재하므로, RF 신호는 접지 도체의 외부로 복사될 수 없고, 신체 내부로만 복사된다. 안테나 전극(1102)이 다이폴 안테나 형태이기 때문에, RF 신호는 각 안테나 전극을 중심으로 원형으로 복사된다. RF 패드는 주로 지방을 제거할 때 사용되므로, 신체로 복사된 RF 신호는 지방의 열운동을 유도하고, 열운동에 의해 지방 분자는 녹게 된다. 녹은 지방 분자는 배설물 등으로 체외로 배출된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 종양 및 지방 치료 장치에 따르면, 수술을 하지 않더라도 종양 및 지방을 간단히 제거할 수 있는 장점이 있다.

또한, 열을 직접 전도하거나 수술을 통해 종양 및 지방을 제거하지 않고 고주파 신호에 의한 열운동을 통해 비교적 안전하게 종양을 제거할 수 있는 장점이 있다.

아울러, 본 발명에 따른 종양 및 지방 치료 장치는 종래의 직접 가열에 의한 치료 장치와 같이 냉각수를 공급해야할 필요가 없으므로 저가로 제작될 수 있고 부가적인 설비를 필요로 하지 않는 장점이 있다.

도 1a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 고주파를 이용한 종양 및 지방 치료 장치의 전체적인 구성을 도시한 도면.

도 1b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 종양 및 지방 치료 장치의 전체적인 구성을 도시한 도면.

도 1c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 종양 및 지방 치료 장치의 전체적인 구성을 도시한 도면.

도 1d는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 침습 전극이 종양으로 침투되는 일례를 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RF 출력 장치의 외부 구성을 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 다른 RF 출력 장치의 내부 구성을 도시한 블록도.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RF 출력부의 상세 구성을 도시한 블록도.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RF 출력 조절부의 상세 구성을 도시한 블록도.

도 6a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 비교기의 구성을 도시한 도면.

도 6b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비교기의 구성을 도시한 도면.

도 7a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 생체 정보 처리부의 구성을 도시한 블록도,

도 7b는 침습 전극으로 테스트 전압 또는 테스트 전류를 인가하여 생체 정보를 판단하는 일례를 도시한 도면.

도 8a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RF 전극의 종단면도를 도시한 도면이고, 도 8b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RF 전극의 횡단면도를 도시한 도면.

도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 침습 전극이 사용될 경우의 RF 신호의 복사 패턴을 도시한 도면.

도 10a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RF 패드의 내부 구성을 나타낸 종단면도이고, 도 10b 및 10c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RF 패드의 내부 구성을 나타낸 횡단면도.

도 11은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 RF 패드에서의 복사 패턴을 도시한 도면.

도 12는 RF 출력 장치에서 출력하는 RF 신호의 전력 및 주파수를 결정하는 그래프의 일례를 도시한 도면.

Claims (18)

1. 종양 및 지방 치료 장치에 있어서,

   종양 또는 지방의 열운동을 유도하는 고주파 RF 신호를 출력하는 RF 출력 장치;

   상기 RF 출력 장치와 결합되어 상기 RF 출력 장치에서 출력하는 고주파 RF 신호를 전송하는 RF 전송 케이블;

   상기 RF 전송 케이블과 결합되어 상기 RF 전송 케이블에서 출력되는 고주파 RF 신호를 체내의 종양 또는 지방으로 복사하는 RF 전극을 포함하며,

   상기 RF 출력 장치는 테스트 전류 또는 테스트 전압을 체내의 종양 또는 지방에 인가하여 종양 또는 지방의 상태를 판단하는 생체 정보 판단부를 포함하되,

   상기 생체 정보 판단부는 임피던스 측정부, 혈류량 측정부 중 적어도 어느 하나와 상기 임피던스 측정부, 혈류량 측정부 중 적어도 어느 하나의 출력 정보를 미리 설정된 매핑 테이블과 매칭시켜 제거하려는 종양 또는 지방의 특성 정보를 판단하는 특성 정보 판단부를 포함하고, 상기 임피던스 측정부는 상기 테스트 전압 또는 테스트 전류의 응답을 이용하여 제거하려는 종양 또는 지방의 임피던스를 측정하며, 상기 혈류량 측정부는 상기 테스트 전압 또는 테스트 전류의 응답을 이용하여 제거하려는 종양 또는 지방의 혈류량을 측정하는 것을 특징으로 하는 고주파를 이용한 종양 및 지방 치료 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 RF 출력 장치는,

   종양 및 지방의 열운동을 유도할 수 있는 RF 신호를 증폭하여 출력하는 RF 출력부;

   상기 RF 출력부에서 출력되는 신호의 일부를 추출하여 출력되는 RF 신호의 크기를 판단하고 상기 RF 출력부에서 출력되는 RF 신호의 크기를 조절하는 RF 출력 조절부;

   사용자로부터 RF 신호의 크기, 주파수, 출력 시간, 모드 등에 관한 정보를 수신하는 사용자 인터페이스부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파를 이용한 종양 및 지방 치료 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 RF 출력부는,

   설정된 주파수에 해당하는 RF 신호를 출력하는 신호 발생기;

   상기 신호 발생기의 출력 신호를 증폭하는 구동 증폭기;

   상기 구동 증폭기에서 출력되는 신호를 상기 RF 출력 조절부의 제어 신호에 따라 조절하는 출력 조절기;

   상기 출력 조절기에서 출력되는 신호를 제거하려는 종양 및 지방의 특성 정보에 따라 증폭하는 출력 증폭기;

   상기 출력 증폭기에서 출력되는 신호의 일부를 추출하고 전압으로 변환하여 상기 RF 출력 조절부에 제공하는 결합기/검파기; 및

   상기 출력 증폭기에서 출력되는 신호를 상기 RF 전송 케이블에 전송하기 위해 상기 RF 전송 케이블과 결합되는 출력단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파를 이용한 종양 및 지방 치료 장치.
4. 제2항에 있어서,

   상기 RF 출력 조절부는,

   상기 결합기/검파기의 출력 신호를 증폭하는 증폭부;

   상기 차동 증폭기에서 출력하는 신호를 통해 미리 설정된 전력을 초과하는 RF 신호가 출력되는지 여부를 판단하는 출력 비교부;

   상기 출력 비교부에서 출력하는 신호에 따라 상기 RF 출력부의 출력을 조절하는 제어 신호를 제공하는 제어 신호 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파를 이용한 종양 및 지방 치료 장치.
5. 제3항에 있어서,

   상기 구동 증폭기 및 출력 증폭기는 개별형의 MESFET, MOSFET, GaAsFET 트랜지스터 혹은 집적형의 파워 OP 앰프중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파를 이용한 종양 및 지방 치료장치.
6. 제3항에 있어서,

   상기 출력 조절기는 전류에 따라 진성 저항이 변하는 PIN 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파를 이용한 종양 및 지방 치료 장치.
7. 제4항에 있어서,

   상기 출력 비교부는,

   상기 차동 증폭기의 출력 신호를 로그 스케일의 신호로 변환하는 대수 증폭기;

   상기 대수 증폭기의 출력 신호를 증폭하는 선형 증폭기;

   상기 RF 출력부에서 출력하는 RF 신호의 순시 최대전력을 비교하기 위한 제1 기준 전압과 상기 RF 출력부에서 출력하는 RF 신호의 총 적산전력을 비교하기 위한 제2 기준 전압을 발생시키는 기준 전압 발생기;

   상기 선형 증폭기의 출력 신호를 상기 제1 기준 전압과 비교하고, 상기 선형 증폭기의 출력 신호를 적분하여 상기 제2 기준 전압과 비교하는 비교기; 및

   상기 대수 증폭기에 의해 로그 스케일로 변환된 신호를 다시 원래의 신호로 복원하는 반대수 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파를 이용한 종양 및 지방 치료 장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 비교기는 스위치의 동작에 따라 상기 제1 기준전압과 선형 증폭기의 출력 신호 및 상기 제2 기준 전압과 상기 선형 증폭기의 출력 신호를 적분한 값을 기 설정된 시간 간격에 따라 비교하는 것을 특징으로 하는 고주파를 이용한 종양 및 지방 치료 장치.
9. 제7항에 있어서,

   상기 비교기는 상기 제1 기준 전압과 상기 선형 증폭기의 출력 신호를 비교하는 제1 비교기와 상기 제2 기준 전압과 상기 선형 증폭기의 출력 신호를 적분한 값을 비교하는 제2 비교기를 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파를 이용한 종양 및 지방 치료 장치.
10. 제4항 또는 제7항에 있어서,

    상기 제어 신호 생성부는 상기 반대수 증폭기의 출력 전압을 전류 신호로 변환하는 전압/전류 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파를 이용한 종양 및 지방 치료 장치.
11. 삭제
12. 제1항에 있어서,

    상기 RF 전극은 손잡이 및 체내로 침투되어 제거하려는 종양 또는 지방에 RF 신호를 복사하는 침습 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파를 이용한 지방 치료 장치.
13. 제12항에 있어서,

    상기 침습 전극은 내부 도체 및 외부 도체, 상기 외부 도체와 내부 도체 사이에 구비되는 내부 유전체, 상기 외부 도체의 외부를 둘러싸는 외부 유전체를 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파를 이용한 지방 치료 장치.
14. 제1항에 있어서,

    상기 RF 전극은 인체 외부에 부착되어 인체 내부로 RF 신호를 복사하는 RF 패드인 것을 특징으로 하는 고주파를 이용한 종양 및 지방 치료 장치.
15. 제14항에 있어서,

    상기 RF 패드는 인체 이외의 방향으로 RF 신호가 복사되는 것을 차단하는 접지 도체;

    기준 도체 및 상기 기준 도체에 전기적으로 결합되어 인체 내부로 RF 신호를 복사시키는 복수의 안테나 전극을 포함하는 내부 도체를 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파를 이용한 종양 및 지방 치료 장치.
16. 제13항에 있어서,

    상기 침습 전극이 종양에 침투할 수 있도록 경로 정보를 제공하는 초음파 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파를 이용한 종양 및 지방 치료 장치.
17. 제16항에 있어서,

    상기 침습 전극은 초음파 센서에 의해 검출되기 위해 반사계수가 크거나 혹은 작도록 재질에 의해 표면 처리되는 것을 특징으로 하는 고주파를 이용한 종양 및 지 치료 장치.
18. 제17항에 있어서, 상기 침습 전극에 표면처리되는 재질은 테프론인 것을 특징으로 하는 고주파를 이용한 종양 및 지방 치료 장치.