KR100954285B1

KR100954285B1 - 플렉시블튜브가 구비된 고주파전극수술장치

Info

Publication number: KR100954285B1
Application number: KR1020070124774A
Authority: KR
Inventors: 고흥규
Original assignee: 연세대학교 산학협력단
Priority date: 2007-12-04
Filing date: 2007-12-04
Publication date: 2010-04-23
Also published as: KR20090058126A

Abstract

본 발명에 따른 플렉시블튜브가 구비된 고주파전극수술장치는 고주파발생부; 냉각수를 유출 및 유입시키는 냉각수순환부; 및 고주파발생부와는 전기적으로 접속되고, 냉각수순환부와는 냉각수가 순환가능하게 연결되는 전극부를 포함하며, 전극부는 체외에 배치되어 시술자가 조작가능하게 하는 몸체; 중공형상으로서, 일 단이 몸체와 연결된 가요성의 플렉시블튜브; 일 단이 고주파발생부와 연결되고, 몸체 내부를 통해 플렉시블튜브 내부로 삽입되는 전선; 일 단이 냉각수순환부와 연결되고, 몸체 내부를 통해 플렉시블튜브 내부로 삽입되는 유입관 및 유출관으로 이루어진 냉각수유동관; 및 플렉시블튜브의 타단에 마련되며, 전선의 타 단이 전기적으로 접속되고, 유입관 및 유출관과 열접촉되는 액티브팁을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 고주파전극수술장치는 플렉시블튜브를 활용하므로 체내에서 자유롭게 전극부가 이동될 수 있는 효과가 있다. 그리고 액티브팁의 단부를 라운드형상으로 하여 시술부위에 상처를 주지 않으면서도 액티브팁이 보다 용이하게 삽입되는 효과가 있다. 또한, 액티브팁의 일부를 절연처리하여 고주파의 발열에 의해 소작 되어서는 아니되는 부분이 소작되는 것을 방지하는 효과가 있다. 그리고 관형상유지부재에 의해 튜브내의 냉각수의 흐름이 중지되지 않도록 하면서 액티브팁을 시술부위 근처에서 자유롭게 회전시킬 수 있는 효과가 있다.

플렉시블튜브, 고주파전극, 소작, 냉각수, 액티브팁

Description

플렉시블튜브가 구비된 고주파전극수술장치{OPERATION DEVICE OF RADIOFREQUENCY ABLATION COMPRISED FLEXIBLE TUBE}

본 발명은 고주파를 이용한 수술장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 고주파전극에서 발생되는 열에 의해 시술부위를 소작(燒灼)시키는 수술장치에 관한 것이다.

고형암의 치료에 있어서 원발성 종양(原發性腫瘍; Primary Tumor)의 치료 기술과 항암 약제의 발달로 생존율이 증가하면서 간이나 폐 등으로의 전이성 종양의 발생이 증가하고 있다. 또한 대장암 등의 경우 적극적인 간 전이성 종양의 절제 및 국소적 소작술(燒灼術; Cauterization Ablation) 등이 전체적인 생존율에 큰 영향을 미친다는 것이 알려지면서 간과 폐 등의 전이성 종양(轉移性腫瘍; Metastatic Tumors)의 치료가 점점 증가하고 있다. 이뿐 아니라 원발성 간암의 경우에도 과거에 비하여 위험환자에 대한 선별 검사가 일반화되어 비교적 작은 크기의 원발성 간암이 많이 발견되고, 경동맥 화학색전술(Transarterial chemoembolization, TACE) 등의 발달로 전반적인 간암의 생존율이 증가하였지만, 반복된 색전술은 종양의 영양공급 혈관의 손상이 발생되여 상기의 두 가지 경우에 국소적 종양 제거술(Regional Tumor Ablation)이 과거에 비하여 많이 증가하고 있다.

이러한 비수술적 국소적 종양 제거술은 과거에는 주로 경피적 에탄올 주입술 (Percutaneous Ethanol Injection; PEI)이 많이 사용되어 왔으나, 고형의 전이암에는 효과가 많이 떨어지며, 한 병변에 대해서도 약 5회 이상의 치료를 요하는 등의 단점이 제기되었다.

이에 최근에는 고주파 소작술(Radiofrequency Ablation; RFA)과 냉동 소작술(Cryoablation) 등이 사용되었으며, 그 중 특히 고주파 소작술은 여러 연구에서 환자의 단기 치료성적이나 장기적 생존율 향상에 기여함이 밝혀지고 있다.

하지만 고주파 소작술은 수술적 절제와 달리, 전신 마취나 절개의 필요가 없고 여러 번의 시술이 가능하다는 큰 장점에도 불구하고, 영상 유도 하에 실시하는 경피적 고주파 소작술은 다음과 같은 문제점이 제기되고 있다.

첫째, 초음파 유도가 어려운 간 피막(Liver capsule)하에 위치한 종양의 치료가 어려우나 상대적으로 이 위치에 전이성 종양이 호발하는 경향성이 강하다.

둘째, 암세포 괴사 유발을 위하여 고주파를 이용한 고열을 발생시키는 과정에서 횡격막, 대장, 담낭 등의 간 주변 장기의 손상을 줄 가능성이 있다.

셋째, 따라서 경피적 고주파 소작술의 경우 초음파 혹은 CT 유도가 어려운 간 피막 하에 위치하는 병변의 경우와 담낭, 대장 혹은 횡격막과 붙어 있는 병변의 경우에는 소작술을 시술하기가 매우 곤란하였다.

이러한 문제점을 극복하기 위하여 최근에는 복강경 고주파 시술이 많이 시도되고 있다. 도 1은 이러한 종래의 복강경 고주파전극수술장치(10)를 나타내는 실물 사진이며, 도 2는 도 1의 종래기술의 시술상의 한계를 나타내는 개념도이다. 즉 도 1에 도시된 바와 같이 종래의 고주파전극수술장치(10)는 고주파에 의해 열이 발생되는 액티브팁(11)이 견고하게 연장형성되어 있다.

그런데 복강경 고주파 소작술의 경우, 상기 경피적 고주파 소작술의 한계점이 되는 부위의 병변에 대하여도 대부분 소작술이 가능하지만, 경피적 고주파 소작술에 사용되는 구부러지지 않는 전극을 사용하여 피부를 통하여 전극을 전진시켜 소작술을 진행하기 때문에 시술이 곤란한 점이 있었다.

구체적으로 간의 상부인 횡격막과 접하는 부분(도 2a 참조)과 간의 후부인 후 복막강과 접하는 부분(도 2b 참조)에서는 시술이 매우 곤란하였다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 다음과 같은 목적을 가진다.

첫째, 액티브팁을 피부를 통하지 않고, 복강경 등의 수술시에 기본적인 수술기구가 드나드는 통로인 트로카(Troca)를 통해 삽입함으로써, 체내에서 자유롭게 전극부가 이동되는 것이 가능하도록 한다.

둘째, 시술부위에 액티브팁이 보다 용이하게 삽입가능하도록 한다.

셋째, 액티브팁의 발열에 의해 소작되어서는 아니되는 부분이 소작되는 것이 방지되도록 한다.

넷째, 액티브팁이 시술부위 근처에서 자유롭게 회전되도록 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 플렉시블튜브가 구비된 고주파전극수술장치는 고주파발생부; 냉각수를 유출 및 유입시키는 냉각수순환부; 및 고주파발생부와는 전기적으로 접속되고, 냉각수순환부와는 냉각수가 순환가능하게 연결되는 전극부를 포함하며, 전극부는 체외에 배치되어 시술자가 조작가능하게 하는 몸체; 중공형상으로서, 일 단이 몸체와 연결된 가요성의 플렉시블튜브; 일 단이 고주파발생부와 연결되고, 몸체 내부를 통해 플렉시블튜브 내부로 삽입되는 전선; 일 단이 냉각수순환부와 연결되고, 몸체 내부를 통해 플렉시블튜브 내부로 삽입되 는 유입관 및 유출관으로 이루어진 냉각수유동관; 및 플렉시블튜브의 타단에 마련되며, 전선의 타단이 전기적으로 접속되고, 유입관 및 유출관과 열접촉되는 액티브팁을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 액티브팁은 시술부위에 삽입되는 단부가 라운드형상부(351)인 것이 바람직하며, 본 발명에 따른 액티브팁은 일부가 절연처리부로 이루어지는 것이 가능하다.

본 발명에 따른 유입관)은 플렉시블튜브의 중앙부에 형성되고, 유출관은 유입관의 외측과 플렉시블튜브의 내측 사이에 형성되고, 전선은 유출관 내에 배치되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 플렉시블튜브는 액티브팁과 인접한 위치에 관형상유지부재가 더 구비될 수 있으며, 관형상유지부재는 주름형상의 파이프인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 고주파전극수술장치는 플렉시블튜브를 활용하므로 체내에서 자유롭게 전극부가 이동될 수 있는 효과가 있다. 그리고 액티브팁의 단부를 라운드형상으로 하여 시술부위에 상처를 주지 않으면서도 액티브팁이 보다 용이하게 삽입되는 효과가 있다. 또한 액티브팁의 일부를 절연처리를 하여 고주파의 발열에 의해 소작되지 않을 부분이 소작되는 것을 방지하는 효과가 있다. 그리고 관형상유지부재에 의해 튜브내의 냉각수의 흐름이 중지되지 않도록 하면서 액티브팁을 시술부위 근처에서 자유롭게 회전시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 설명에 앞서 본 발명에 따른 소작원리를 간략히 살펴본다. 고주파란 저주파에 대응되는 말로써 저주파와 고주파간의 명확한 구분이 이루어지지는 않는다. 다만 본 발명에 해당되는 분야의 경우, 고주파란 일반적으로 200~1200KHz 범위의 대역에서 진동하는 교류전류를 말한다. 고주파전극을 통하여 전달된 교류전류는 전극 주변 조직의 매우 높은 전기저항으로 인하여 조직에서 교류 전류장이 형성되고, 이는 조직 내의 이온의 떨림을 유도하게 되고, 다시 조직 내에서 마찰열을 발생시키게 되어, 이 열의 전도에 의해 조직의 괴사를 일으키게 된다.

본 발명에 따른 고주파전극수술장치는 다양한 경우에 사용될 수 있는데, 본 명세서에서는 특히 복강경 수술의 경우를 예로 들어 설명하고자 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 설명한다. 도 3은 본 특허에 따른 고주파전극수술장치를 나타내는 개념도이다.

본 발명에 따른 고주파전극수술장치는, 도 3에 도시된 바와 같이 고주파발생부(100), 냉각수순환부(200) 및 전극부(300)를 포함한다.

본 발명에 따른 고주파발생부(100)는 시술부위의 소작에 필요한 고주파를 발생시켜 전기적으로 접속된 전극부(300)에 전달하는 역할을 한다.

본 발명에 따른 냉각수순환부(200)는 냉각수를 전극부(300) 내부에 유입 및 유출시키는 역할을 한다. 펌프(미도시) 등을 포함하여 냉각수의 유입 및 유출이 원활히 이루어지도록 함이 바람직하다.

본 발명에 따른 전극부(300)는 고주파발생부(100)와는 전기적으로 접속되고, 냉각수순환부(200)와는 냉각수가 순환가능하게 연결된다. 이러한 전극부(300)는 몸체(310), 플렉시블튜브(320), 전선(330), 냉각수유동관(340) 및 액티브팁(350)을 포함한다.

본 발명에 따른 몸체(310)는 내부는 중공체로서 체외에 배치되며, 시술자가 조작가능하게 하는 손잡이 내지 조작기 역할을 한다.

본 발명에 따른 플렉시블튜브(320)는 중공형상으로서, 일 단이 몸체(310)와 연결된 가요성(可撓性, flexibility)의 소재로 이루어진다. 이러한 기술적 특징이 체내에서 시술자가 전극부(300)의 액티브팁(350) 및 이와 연결된 플랙시블튜브(320)를 자유로이 움직이게 할 수 있게 한다. 예를 들어 액티브팁(350)이 특정 부분을 진입하였다가 다시 나오는 경우, 플렉시블한 튜브(320) 또한 자유로이 움직이므로 이러한 시술자의 조작을 가능하게 한다. 그리고 체 내에 플렉시블튜브(320)가 과다하게 인발되어 있는 경우에는, 시술자가 다시 몸체(310) 뒷 부분의 플렉시블튜브(320)를 잡아당겨 불필요한 부분을 회수함으로써 플렉시블튜브(320)가 꼬이는 경우를 방지할 수 있다.

도 4a는 도 3의 A부분의 부분단면도이고, 도 4b는 A부분의 작동원리를 나타내는 정단면도이다. 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 플렉시블튜브(320) 내부에 전선(330)과 유입관(341), 유출관(342)이 배치되어 있음을 알 수 있다.

본 발명에 따른 전선(330)은 일 단이 고주파발생부(100)와 전기적으로 접속되고, 몸체(310) 내부를 통해 플렉시블튜브(320) 내부로 삽입된다. 전선(330)의 타 단은 액티브팁(350)과 전기적으로 접속되어 액티브팁(350)에서 고주파가 발생되게 한다.

본 발명에 따른 냉각수유동관(340)은 일 단이 냉각수순환부(200)와 연결되고, 몸체(310) 내부를 통해 플렉시블튜브(320) 내부로 삽입되는 유입관(341) 및 유출관(342)으로 이루어진다. 유입관(341) 및 유출관(342)은 액티브팁(350)과 열접촉되며, 유입관(341)으로 공급된 냉각수는 액티브팁(350)과의 열접촉을 통해 열량을 흡수한 후 유출관(342)을 통해 외부로 배출되는 구조이다.

본 발명에 따른 유입관(341)은 플렉시블튜브(320)의 중앙부에 형성되어 가열부위로 냉각수를 이송시킨다. 본 발명에 따른 유출관(342)은 유입관(342)의 외측과 플렉시블튜브(320)의 내측 사이에 형성되어 열량을 흡수한 냉각수로 외부로 배출되게 한다.

본 발명에 따른 전선(330)은 유출관(342) 내에 배치되는 것이 바람직하다. 이는 전선(330)에서도 발열현상이 일어나는데, 유입관(341) 내부에 배치되면 냉각수가 가열부위에 도달하기 전에 전선의 열량을 미리 흡수하게 되어 냉각효율이 저하될 수 있으므로, 외부로 배출되는 냉각수의 흐름인 유출관(342) 내에 배치하는 것이 냉각효율의 측면에서 유리하기 때문이다.

본 발명에 따른 액티브팁(350)은 플렉시블튜브(320)의 타단에 마련되며, 전선(330)의 타단이 전기적으로 접속되고, 유입관(341) 및 유출관(342)과 열접촉되는 것을 특징으로 한다.예를 들어 액티브팁(350)의 내부에 유입관(341) 및 유출관(342)이 배치되어 열접촉되는 경우도 가능하다.

도 5는 본 발명에 따른 액티브팁(350)의 여러 실시예를 나타낸다. 실험에 의하면 액티브팁(350)의 단부가 평면형상(도 5d 참조)인 경우 시술부위에 삽입되는 것이 곤란하며, 뾰족한 형상(도 5e 참조)인 경우 시술부위까지 도달하는 과정에서 다른 부위에 상처를 주는 문제점이 발생되었다.

따라서 본 발명에 따른 액티브팁(350)은 시술부위에 삽입되는 단부가 라운드형상부(351)인 것이 바람직하다.(도 5a 참조)

그리고 본 발명에 따른 액티브팁(350)은 일부를 절연처리(352)하는 것이 바람직하다.(도 5b 및 도 5c 참조) 이는 시술부위에 삽입을 할 때, 삽입 깊이에 따라 소작이 되어서는 안되는 부분, 예로 혈관 등이 존재하는 경우, 소작이 되는 부분과 안되는 부분을 구분하여 시술하기 위하여 액티브팁(350)의 표면 일부에 절연처리를 하여 발열이 일어나지 않도록 하기 위함이다.

한편, 액티브팁(350)의 냉각정도가 시술부위의 소작에 미치는 영향은 다음의 표 1과와 같다.

고주파의 전달이 용이하게 하기 위하여 차가운 식염수를 이용하여 액티브팁을 냉각하면서 고주파 소작술을 시행한 A 그룹이, 냉각을 시행하지 않은 B 그룹에 비하여 종단면과 횡단면의 소작 부위가 더 광범위하였다. 이는 냉각을 시행하지 않는 B 그룹의 경우 액티브팁 주변의 탄화 작용으로 고주파의 전달이 제한받기 때문으로 보인다.

I.D		Impedance ( Ω )	Energy ( Kcal )	종단면 (mm)		횡단면	비고
I.D		Impedance ( Ω )	Energy ( Kcal )	A	B	C	비고
Group A	Av.	106.0	15.96	35.5	42.5	36.0	Cooled
Group B	Av.	109.5	5.70	27.0	40.0	25.0	Non cooled

표 1에서 A 그룹은 냉각되는 액티브팁 전극을 이용하여 3회 소작 후 소작범위의 평균을 산정한 것이며, B 그룹은 냉각되지 않은 액티브팁 전극을 이용한 소작 범위의 평균값이다.

따라서 본 발명에 따른 고주파전극수술장치에 있어서, 액티브팁(350)의 냉각은 매우 중요한 사항에 해당된다. 그러므로 액티브팁(350)의 자유로운 회전 등의 움직임에도 냉각수의 순환이 중단되지 않는 기술적 구성이 요구된다.

도 6은 본 발명에 따른 관형상유지부재(400)를 나타내는 정면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 관형상유지부재(400)가 실제 사용되는 것을 나타내는 부분도이다.

종래 기술은 시술부위에 따라 액티브팁(400)을 자유자재로 움직이는 것이 용이하지 않았고, 전술한 바와 같이 특히 액티브팁(350)이 과다하게 회전되는 경우, 플렉시블튜브(320)가 꺽이게 되어, 플렉시블튜브(320)내의 냉각수의 유입관(341) 및 유출관(342)이 꺽이면서 액티브팁(350)의 냉각효율이 현저하게 저하되는 문제점이 제기되었다.

이에 본 발명에 따른 플렉시블튜브(320)는 액티브팁(350)과 인접한 위치에 관형상유지부재(400)가 더 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 관형상유지부재(400)는 주름형상의 파이프로서, 예로 360도 회전을 하여도 플렉시블튜브(320) 내부에 삽입된 냉각수 유입관(341) 및 유출관(342)이 꺽이지 않고 관 형상이 유지되는 특성을 가지고 있다.

이러한 관형상유지부재(400)는 도 6에 도시된 바와 같은 별도로 구비되어 플렉시블튜브(320)의 소정 부위 외측에 별도로 부착되는 구조도 가능하며, 플렉시블튜브(320) 자체의 소정 부위 외면을 관형상유지부재(400)로 형성시키는 구조도 가능하다.

본 발명에 따른 플렉시블튜브가 구비된 고주파전극수술장치를 활용하여 종래 기술로는 시술이 용이하지 아니하였던 부위(도 2a 및 도 2b 참조)에도 용이하게 시술이 가능한 것을 도 8a 및 도 8b에 도시하였다.

본 명세서에서는 본 발명에 따른 고주파전극수술장치를 복강경 수술을 예로 들어 설명하였지만, 흉강경 등 다른 방법을 통한 시술도 가능함은 물론이다.

본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함되는 것은 자명하다.

도 1은 종래의 고주파전극수술장치를 나타내는 실물 사진이며,

도 2는 도 1의 종래기술의 시술상의 한계를 나타내는 개념도이며,

도 3은 본 발명에 따른 고주파전극수술장치를 나타내는 개념도이며,

도 4a는 도 3의 A의 부분단면도이고,

도 4b는 도 4a의 작동원리를 나타내는 정단면도이고,

도 5a 내지 도 5e는 본 발명에 따른 액티브팁의 여러 실시예를 나타내는 평면도이며,

도 6은 본 발명에 따른 관형상유지부재를 나타내는 정면도이고,

도 7은 본 발명에 따른 관형상유지부재가 실제 사용되는 것을 나타내는 부분도이고,

도 8은 본 발명에 다른 고주파전극수술장치를 이용하여 시술하는 것을 나타내는 개념도이다.

Claims

고주파발생부;

냉각수를 유출 및 유입시키는 냉각수순환부; 및

고주파발생부와는 전기적으로 접속되고, 냉각수순환부와는 냉각수가 순환가능하게 연결되는 전극부를 포함하며,

상기 전극부는

체외에 배치되어 시술자가 조작가능하게 하는 몸체;

중공형상으로서, 일 단이 몸체와 연결된 가요성의 플렉시블튜브;

일 단이 고주파발생부와 연결되고, 몸체 내부를 통해 플렉시블튜브 내부로 삽입되는 전선;

일 단이 냉각수순환부와 연결되고, 몸체 내부를 통해 플렉시블튜브 내부로 삽입되는 유입관 및 유출관으로 이루어진 냉각수유동관; 및

플렉시블튜브의 타 단에 마련되며, 전선의 타 단이 전기적으로 접속되고, 유입관 및 유출관과 열접촉되는 액티브팁을 포함하며,

상기 플렉시블튜브는, 액티브팁과 인접한 위치에 관형상유지부재가 더 구비되는 것을 특징으로 하는

플렉시블튜브가 구비된 고주파전극수술장치.
제1항에 있어서,

상기 액티브팁은, 시술부위에 삽입되는 단부가 라운드형상부인 것을 특징으 로 하는

플렉시블튜브가 구비된 고주파전극수술장치.
제1항에 있어서,

상기 액티브팁은, 일부가 절연처리부로 이루어진 것을 특징으로 하는

플렉시블튜브가 구비된 고주파전극수술장치.
제1항에 있어서,

상기 유입관은 상기 플렉시블튜브의 중앙부에 형성되고,

상기 유출관은 상기 유입관의 외측과 플렉시블튜브의 내측 사이에 형성되고,

상기 전선은 상기 유출관 내에 배치되는 것을 특징으로 하는

플렉시블튜브가 구비된 고주파전극수술장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 관형상유지부재는 플렉시블튜브 자체의 외면에 형성되는 구조 또는 플렉시블튜브의 외측에 별도로 부착되는 구조인 것을 특징으로 하는

플렉시블튜브가 구비된 고주파전극수술장치.
제1항에 있어서,

상기 관형상유지부재는,

가요성의 주름형상 파이프인 것을 특징으로 하는

플렉시블튜브가 구비된 고주파전극수술장치.