KR101044314B1 - 저온 플라즈마를 이용한 지혈장치 - Google Patents

저온 플라즈마를 이용한 지혈장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101044314B1
KR101044314B1 KR1020080117285A KR20080117285A KR101044314B1 KR 101044314 B1 KR101044314 B1 KR 101044314B1 KR 1020080117285 A KR1020080117285 A KR 1020080117285A KR 20080117285 A KR20080117285 A KR 20080117285A KR 101044314 B1 KR101044314 B1 KR 101044314B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
microwave
plasma
resonator
low
hemostatic device
Prior art date
Application number
KR1020080117285A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100058763A (ko
Inventor
준 최
이재구
김경태
우경철
심재윤
Original Assignee
포항공과대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 포항공과대학교 산학협력단 filed Critical 포항공과대학교 산학협력단
Priority to KR1020080117285A priority Critical patent/KR101044314B1/ko
Priority to EP09160585A priority patent/EP2189125A1/en
Priority to US12/455,227 priority patent/US8187265B2/en
Priority to CN2009101464110A priority patent/CN101732091B/zh
Priority to JP2009154819A priority patent/JP5122534B2/ja
Publication of KR20100058763A publication Critical patent/KR20100058763A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101044314B1 publication Critical patent/KR101044314B1/ko

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/04Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating
    • A61B18/042Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating using additional gas becoming plasma
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/18Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/04Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/02Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
    • A61L2/14Plasma, i.e. ionised gases
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00571Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body for achieving a particular surgical effect
    • A61B2018/00577Ablation
    • A61B2018/00583Coblation, i.e. ablation using a cold plasma
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M39/00Tubes, tube connectors, tube couplings, valves, access sites or the like, specially adapted for medical use
    • A61M39/10Tube connectors; Tube couplings
    • A61M2039/1022Tube connectors; Tube couplings additionally providing electrical connection

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)

Abstract

본 발명은 플라즈마를 이용한 지혈장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마이크로파 공진기를 이용하여 대기압 하에서 저전력으로 발생시킨 저온의 플라즈마를 상처 부위에 가함으로써, 상처에 대한 화상이나 부작용을 줄이면서 신속하게 혈액을 응고시켜 지혈하고 상처 부위를 살균, 소독할 수 있게 함과 아울러 휴대 가능하도록 소형화한 저온 플라즈마를 이용한 지혈장치에 관한 것이다.
저온 플라즈마, 지혈, 살균, 저전력, 소형화

Description

저온 플라즈마를 이용한 지혈장치{COAGULATION APPARATUS USING A COLD PLASMA}
본 발명은 플라즈마를 이용한 지혈장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마이크로파 공진기를 이용하여 대기압 하에서 저전력으로 발생시킨 저온의 플라즈마를 상처 부위에 가함으로써, 상처에 대한 화상이나 부작용을 줄이면서 신속하게 혈액을 응고시켜 지혈하고 상처 부위를 살균, 소독할 수 있게 함과 아울러 휴대 가능하도록 소형화한 저온 플라즈마를 이용한 지혈장치에 관한 것이다.
일반적으로, 생체의 수술이나 상처로 인한 환부에서의 과다출혈 위험을 최소화하기 위해 다양한 지혈장치 즉 혈액응고장치가 이용되고 있다.
또한, 근래에는 플라즈마가 이온, 전자, 전기장(Electric field), 자외선뿐만 아니라 반응성이 좋은 ROS(Reactive Oxygen Species), RNS(Reactive Nitrogen Species), OH(Hydrogen Oxide) 등을 다량 포함하고 있기 때문에 지혈(Coagulation) 및 상처 치료(Wound healing)에 우수하다는 것이 다양한 실험 결과에 의해 알려지고 있다.
따라서 다양한 지혈장치 중 가스를 플라즈마 상태로 만들고 생성된 플라즈마 를 이용하여 혈액을 응고시키는 플라즈마 장치가 다른 장치들에 비하여 혈액 응고의 효율이 높기 때문에 많이 이용되고 있다.
그러나, 이러한 종래의 플라즈마 발생장치는 여러 가지 전력원을 이용하여 대기압 플라즈마를 생성하지만, 마이크로파 영역의 신호, 예를 들어 주파수가 900㎒나 2.45㎓인 신호 등을 이용하여 저전력의 열적 효과가 없는 플라즈마를 만드는 방식에 대해서는 현재 연구가 진행되고 있다. 즉, 현재 플라즈마를 이용한 생의학 분야의 응용은 세계적으로 연구 단계에 있으며, 피부의 주름이나 착색 등을 치료하는 장치 등이 미국식품의약국의 승인을 받아 사용되고 있을 뿐이다.
또한, 이와 같이 종래의 마이크로파를 이용한 플라즈마 발생장치는 주로 마그네트론을 이용한 100와트(Watt) 이상의 지나치게 큰 전력을 소모하는 경우가 대부분이며, 구형 도파관(rectangular waveguide)으로 구현된 플라즈마 발생장치는 부피가 크고 구조가 복잡하기 때문에 이러한 플라즈마 발생장치를 이용할 경우 지혈장치를 소형으로 제작하기 어려울 뿐만 아니라 휴대하기도 어려운 문제점이 있었다.
근래에는 안테나 구조를 이용한 방전관을 사용하는 동축형(coaxial)의 마이크로파 플라즈마 토치가 제안되었지만, 이러한 동축형의 마이크로파 플라즈마 토치도 단지 종래의 구형 도파관으로 구현된 발생장치를 대신하는 정도에 불과하고 플라즈마의 온도가 높기 때문에 화상의 위험이 있으며 지혈장치를 소형화함에 있어서는 큰 제한을 받을 수밖에 없는 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 대기압에서 저전력으로 저온 플라즈마를 발생시켜 출혈 부위를 신속하게 지혈함과 동시에 환부에의 부작용 없이 살균과 소독을 할 수 있는 마이크로파를 이용한 소형의 공진기를 제안하여, 전체적인 부피를 현저히 감소시킬 수 있게 한 저온 플라즈마를 이용한 지혈장치를 제공함에 있다.
또한, 본 발명은 플라즈마를 생성시키기 위한 동력원인 마이크로파를 발진하기 위한 마이크로파 발진부와 증폭부를 소형, 경량화된 모듈인 칩으로 구현하고, 이를 소형의 공진기에 일체로 결합함으로서 지혈장치를 소형화함과 아울러 휴대가 가능할 수 있게 한 저온 플라즈마를 이용한 지혈장치를 제공함에 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 이루기 위한 저온 플라즈마를 이용한 지혈장치는, 플라즈마를 생성하는 공진에너지를 공급하기 위한 마이크로파 신호를 생성하는 신호원이 구비된 마이크로파 발진부; 상기 마이크로파 발진부의 출력단과 공진기 사이에 설치되어 상기 마이크로파 신호를 일정한 크기로 증폭하는 증폭부; 상기 증폭된 마이크로파 신호의 공진에너지로 구동되며 가스공급부에서 공급되는 불활성 가스를 방전시켜 플라즈마를 생성하는 공진기; 및 상기 공진기에서 생성된 플라즈마가 배출되는 일단에 연결되어, 상기 마이크로파 신호에 의해 방전하면서 생성된 저온 플라즈마를 출혈부위에 집중시켜 혈액을 응고시키는 관 형상의 배출수단으로 이루어진 지혈부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 저온 플라즈마를 이용한 지혈장치는, 마이크로파 발진부와 증폭부가 칩 형태로 모듈화되어 상기 공진기에 설치됨으로써 휴대 가능한 소형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 저전력으로 플라즈마를 생성할 수 있는 소형의 공진기에 마이크로파 발진부와 증폭부를 결합함으로써 지혈장치의 부피를 현저히 줄여 휴대할 수 있게 함과 아울러, 플라즈마에의 노출로 인한 화상 등 환부에의 부작용 없이 상처를 최소화하고 신속하게 지혈 및 살균할 수 있는 장점이 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 저온 플라즈마를 이용한 지혈장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따라 마이크로파 발진부와 증폭부가 칩으로 모듈화되어 공진기에 구비된 휴대형 공진기의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 저온 플라즈마를 이용한 지혈장치(100)는, 마이크로파 신호를 생성하는 마이크로파 발진부(200)와, 생성된 마이크로파 신호를 일정한 크기로 증폭하는 증폭부(300)와, 증폭된 마이크로파 신호의 공진에너지로 구동되어 플라즈마를 생성하는 공진기(400)와, 상기 공진기에 불활성 가스를 공급하는 가스공급부(500)와, 상기 공진기에서 생성된 플라즈마를 출혈부위로 배출하는 지혈부(600)를 포함하여 구성된다.
상기 마이크로파 발진부(200)는 플라즈마를 저전력으로 생성하기 위한 공진에너지를 공급하도록 DC 전원공급부의 전원에 의해 마이크로파를 생성하는 신호원(Signal Generator)로 구성되며, 생성된 마이크로파를 증폭하기 위해 출력단이 증폭기(Power amplifier)에 연결되어 구성된다.
이때, 상기 마이크로파 발진부(200)는 플라즈마의 생성을 위한 공진에너지를 충분히 공급할 수 있을 정도로 900㎒ 또는 2.45㎓의 주파수를 갖는 마이크로파를 생성하도록 구성되는 것이 바람직하다.
상기 증폭부(300)는 상기 마이크로파 발진부의 출력단과 상기 공진기 사이에 설치되어, 생성된 마이크로파를 충분한 크기로 증폭한 후 상기 공진기에 구비된 제2내부도체(430)를 통하여 동축케이블(410)로 공급하도록 구성된다.
이때, 상기 마이크로파 발진부에서 마이크로파를 생성하기 위한 전원전압을 공급하는 DC 5V의 파워 서플라이(Power Supply)와, 상기 증폭기에서 마이크로파를 증폭하기 위한 전원전압을 공급하는 DC 12V의 파워 서플라이를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 마이크로파 발진부(200)와 증폭부(300)를 소형, 경량화된 칩(Chip) 형태로 모듈화하여 공진기(400)에 설치하고, 배터리 등의 전원으로 이루어진 전원공급부를 더 구비함으로써, 플라즈마 가스로 전리되는 불활성 가스공급부(500)를 제외한 모든 장치를 손바닥 크기 정도의 소형으로 제작하여 휴대할 수 있는 지혈장치(100)를 구성할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 공진기의 일 단면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 공진기(400)는 동축케이블(410), 외부도체(440), 연결도체(460), 연결부재(470) 및 방전 팁(480)을 포함하여 구성된다.
상기 동축케이블(410)은 그 내부에 제1내부도체(420)가 구비되고, 상기 제1내부도체를 둘러싸는 유전체(450)가 채워져 구성되며, 외부도체(440)는 동축케이블을 둘러싸고 있다. 상기 연결도체(460)는 적어도 하나의 가스유입관(461)을 구비하며, 동축케이블의 일단에서 제1내부도체(420)와 외부도체(440)를 전기적으로 연결한다.
상기 연결부재(470)는 마이크로 발진부에서 생성되어 증폭부에서 증폭된 900㎒나 2.45㎓의 마이크로파를 상기 동축케이블(410)로 전송하기 위한 SMA 형태의 커넥터로 형성되고, 외부도체(440)를 관통하여 상기 제1내부도체(420)에 전기적으로 연결되는 제2내부도체(430)를 포함하여 구성된다.
그에 따라, 상기 제2내부도체(430)를 통하여 마이크로파가 전송되면 상기 동축케이블에 구비된 제1내부도체(420)와 상기 연결부재에 구비된 제2내부도체(430)가 접속부(490)에서 접속하여 동축케이블(410)로 TEM(transverse electro-magnetic) 모드의 마이크로파를 전달하게 된다. 이때, 상기 연결부재(470)는 전기적 도전체로 구성되어 동축케이블의 외부에 위치하는 외부도체(440)와 내부에 위치하는 제1내부도체(420)를 전기적으로 연결하게 된다. 그리고 상기 제2내부도체와 연결부재의 사이에는 절연물질이 채워지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 방전 팁(480)은 동축케이블(410)의 다른 일단에 부착되어 동축케 이블에서 플라즈마를 생성시킬 때 소비되는 전력을 최소한으로 한다.
이와 같이, 상기 공진기(resonator)(400)는 제2내부도체(430)를 통해 인가되는 900㎒ 또는 2.45㎓의 마이크로파 신호의 공진에너지를 이용하여 플라즈마를 생성한다. 이때, 상기 연결부재, 연결도체, 외부도체, 제1내부도체 및 제2내부도체는 모두 전기적으로 연결되어 공진하며 동작하게 된다.
또한, 상기 동축케이블(410)로 인가되는 마이크로파는 TEM(transverse electro-magnetic)파가 되는데, TEM 파는 진행방향에 전계성분 및 자계성분이 없고 진행방향의 직각 방향으로 전계성분 및 자계성분이 있는 전기적 자기적 횡파인데, 전자에너지 수송을 맡고 있다.
그리고, 상기 동축케이블의 외부 도체와 중심부의 제1내부도체 사이의 유전체(450)로는 공기(air)를 사용하는 것이 바람직하며, 그에 따라 상기 가스유입관(461)을 통해 흘러 들어온 불활성가스가 동축케이블(410)의 끝단까지 흘러나갈 수 있게 된다.
즉 상기 공기를 유전체로 형성된 공간은 빈 공간이 되므로, 이 공간에 플라즈마 이온의 소스(source)가 되는 불활성가스를 주입하고, 주입된 가스가 마이크로파가 공급되는 도체들의 공진에너지에 의해 플라즈마 상태로 된 후, 상기 공진기(400)의 하부 방향으로 방출된다.
또한, 상기 동축케이블(410)의 길이는 마이크로파에 의해 공진이 원활하게 일어날 수 있도록 마이크로파의 파장(wave length)의
Figure 112008081096534-pat00001
또는
Figure 112008081096534-pat00002
의 길이 또는 그 배수의 길이[(2n-1)λ/4, n=1,2,3…]를 유지하되 케이블에서 에너지 손실(loss)을 줄이기 위해 최대한 짧은 길이인 파장의
Figure 112008081096534-pat00003
로 유지하는 것이 좋다. 동축케이블의 길이가 상기의 조건을 만족할 때 공진기의 끝단에서 전계 강도가 최대가 되고 이를 이용하여 플라즈마를 용이하게 발생시키게 된다.
상기 마이크로파의 주파수가 900㎒일 경우 마이크로파의 파장의
Figure 112008081096534-pat00004
은 주파수와 파장 및 빛의 속도와의 관계식에 의해 약 8.33㎝가 되며, 그에 따라 상기 공진기(400)는 10㎝정도의 길이를 유지하도록 구성될 수 있어 휴대형으로 제작할 수 있게 된다. 또한 이와 마찬가지로 상기 마이크로파의 주파수가 2.45GHz일 경우 상기 공진기는 3㎝ 내외의 길이를 유지하도록 구성될 수 있게 된다.
또한, 상기 동축케이블의 제1내부도체(420)와 연결부재의 제2내부도체(430)의 접속부(490)에서 바라본 동축케이블의 입력임피던스는 접속부(490)의 위치에 따라서 달라진다. 그에 따라, 상기 연결부재(470)의 위치를 조절함으로써 자체 임피던스를 조절할 수 있게 되어, 마이크로파 신호를 제2내부도체(430)를 경유하여 동축케이블(410)에 인가하는 마이크로파 발진부(200) 또는 상기 마이크로파 발진부에서 출력되는 마이크로파 신호를 증폭하는 증폭부(300)와의 임피던스 정합(impedance matching)을 용이하게 조절할 수 있게 되므로, 상기 공진기는 별도의 정합기(Matching Network)가 불필요하게 되어 지혈장치의 전체적인 부피를 줄여서 휴대할 수 있게 된다.
그리고, 대기압에서 플라즈마를 발생시키기 위해서는 106 V/m(Volts/meter) 이상의 높은 전계 강도가 필요한데, 부분적으로 전계 강도를 높이기 위하여 방전 팁(480)을 사용한다. 일단 방전이 일어나서 플라즈마가 생성되고 나면 상기 방전 팁은 더 이상 사용하지 않아도 된다. 따라서 상기 방전 팁은 필요할 때만 사용하고 필요 없을 때는 발생기로부터 제거하는 것도 가능하다.
이를 위해, 상기 방전 팁(480)을 용수철을 이용하여 상기 외부도체(440)에 고정시키고 필요할 경우에만 순간적으로 상기 제1내부도체(420)에 가까워지게 하여 동축케이블 끝단의 전계 강도를 높임으로써 플라즈마를 방전시키도록 구성될 수도 있다. 그에 따라, 상기 공진기(400)는 저전력인 약 5 와트 이하의 전기에너지만을 소비하며 플라즈마를 생성시킬 수 있게 된다.
도 4는 도 3에 도시된 공진기의 A 방향에서의 단면도이고, 도 5는 도 3에 도시된 공진기의 B 방향에서의 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 외부도체의 중앙부분에 연결도체(460)가 삽입되어 있으며, 연결도체(460)에는 2개의 가스유입관(461)이 구비되어 있다. 도면에는 2개의 불활성가스가 유전체(450)로 유입되는 가스유입관(461)이 표시되어 있지만, 1개만 구비하는 것도 가능하다. 이때, 상기 가스유입관으로 유입되는 불활성가스는 가스유입관(461)에 연결된 가스통 등으로 이루어진 가스공급부(500)에 저장되어 있는 헬륨 또는 아르곤으로 구성된다.
또한, 상기 외부도체(440)는 동축케이블 일단을 감싸고 있으며, 동축케이블 의 중앙부분에는 제1내부도체(420)가 있고 동축케이블의 외피와 제1내부도체 사이에는 유전체(450)가 구비된다. 상기 동축케이블의 B면에는 방전 팁(480)이 있어서 동축케이블의 B면으로 출력되는 플라즈마를 방전시키게 된다.
상기 지혈부(600)는 상기 공진기에서 생성된 플라즈마가 배출되는 동축케이블(410) 일단에 연결되어, 상기 마이크로파에 의해 방전하면서 생성된 저온 플라즈마를 상처의 출혈부위에 집중시켜 신속하게 혈액을 응고시키고 그 부위를 살균 및 소독할 수 있는 속이 빈 관형의 배출수단으로 구성된다.
다음에는 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 저온 플라즈마를 이용한 지혈장치를 이용하여 혈액을 응고시키는 것을 설명한다.
상술한 바와 같이 간단한 구조를 갖고 소형으로 제작이 가능한 공진기(400)에 마이크로파 발진부(200)에서 생성되고 증폭부(300)에서 증폭된 900㎒나 2.45㎓의 주파수를 갖는 마이크로파를 연결부재에 구비된 제2내부도체(430)를 통하여 동축케이블(410)로 전송한다.
그리고, 연결도체에 구비된 가스유입관(461)을 통하여 가스공급부(500)에 구비된 아르곤 가스가 상기 동축케이블의 외피와 제1내부도체 사이에 공기를 유전체로 하여 채워진 공간으로 흘러 들어온다. 이때, 상기 아르곤 가스 대신에 헬륨가스 등 다른 불활성 가스를 공급할 수 있음은 물론이며, 상기 가스유입관의 형태에 따라 2종류 이상의 불활성 가스가 함께 공급될 수도 있음은 물론이다.
상기 동축케이블(410)의 길이는 마이크로파에 의해 공진이 될 수 있도록 마 이크로파 파장의
Figure 112008081096534-pat00005
또는
Figure 112008081096534-pat00006
의 길이를 유지하므로 공진기(400)의 끝단에서 전계 강도가 최대가 되며 이러한 전계를 이용하여 방전하며 플라즈마를 발생시킨다.
이때, 상기 플라즈마를 생성하기 위한 전력은 플라즈마를 이용한 종래의 지혈장치와는 달리 대기압에서 약 5와트(Watt) 이하의 저전력만을 소비하게 된다.
도 6은 본 발명에 따라 생성된 저온 플라즈마를 인체에 접촉시키는 것을 나타내는 사진이다.
도 6을 참조하면, 상기 지혈장치에서 생성된 플라즈마가 배출되는 지혈부(600)에 손을 갖다 대고 플라즈마를 직접 만져도 신체에 손상을 주지 않을 정도의 저온임을 알 수 있다. 따라서, 이러한 저온 플라즈마를 상처의 출혈부위에 가하므로, 플라즈마가 가해지는 환부에서의 화상 등 부작용을 줄이면서 효과적인 지혈 및 살균, 소독을 실행할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명에 따라 생성된 저온 플라즈마로 처리한 혈액과 저온 플라즈마로 처리되지 않은 혈액의 응고 정도를 비교하는 사진이다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 지혈장치에서 생성된 저온 플라즈마로 처리하지 않은 혈액(No treatment)은 쉽게 응고되지 않고 묽게 퍼져 있음을 알 수 있다. 이때, 상기 혈액은 쥐(Mouse)의 혈액을 이용하여 실험하였다.
이에 반하여, 상기 혈액을 본 발명에 따른 지혈장치(100)에서 생성된 저온 플라즈마로 약 10초간 처리한 혈액(10 seconds treatment)과 20초간 처리한 혈액(20 seconds treatment)은 10 ~ 20초라는 짧은 시간만을 처리하였음에도 쉽게 응 고되는 것을 확인할 수 있다. 이때, 상기 저온 플라즈마를 생성하기 위해 소비된 전력은 4와트(Watt)의 저전력이며, 약 10 ~ 20초간 사용된 아르곤 가스는 3 lpm(Liter per minute)이었다.
도 8은 본 발명에 따라 쥐의 꼬리에 생긴 출혈을 저온 플라즈마로 지혈하는 것을 나타내는 사진으로서, 살아있는 쥐의 꼬리에서 출혈을 유도하고 본 발명에 따라 생성된 저온 플라즈마를 이용하여 지혈 처리를 하였다.
보통 플라즈마 처리를 하지 않을 경우에는 지혈되는데 약 5분 내외의 시간이 소요되지만, 본 발명에 따라 간단한 구조의 공진기(400)를 이용하여 소형화하고 저전력을 소모하는 지혈장치(100)에서 생성된 저온 플라즈마를 상처 부위에 조사할 경우에는 1 ~ 2분 이내에 지혈이 완료되는 것을 확인할 수 있었다. 이때, 상기 저온 플라즈마를 생성하기 위해 소모된 전력은 3.5와트(Watt)였으며, 사용된 아르곤 가스는 약 3 lpm(Liter per minute)이었다.
이와 같이, 종래에 복잡한 구조와 큰 전력을 요구하고 고온으로 인하여 지혈부위에 화상 등의 부작용이 발생하였던 대기압 플라즈마 장비들과 달리, 본 발명에 따른 저온 플라즈마를 이용한 지혈장치는 구조가 간단하고 휴대가 가능할 정도로 소형인 공진기를 이용하여 대기압 저온 플라즈마를 저전력으로 생성하고 이를 출혈 부위에 조사하여 상처에 대한 화상 등 부작용 없이 신속하게 지혈하고 상처부위를 살균 및 소독할 수 있게 된다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
도 1은 본 발명에 따른 저온 플라즈마를 이용한 지혈장치의 구성도.
도 2는 본 발명에 따라 마이크로파 발진부와 증폭부가 칩으로 모듈화되어 공진기에 구비된 휴대형 공진기의 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 공진기의 일 단면도.
도 4는 도 2의 A 방향에서의 단면도.
도 5는 도 2의 B 방향에서의 단면도.
도 6은 본 발명에 따라 생성된 저온 플라즈마를 인체에 접촉시키는 것을 나타내는 사진.
도 7은 본 발명에 따라 생성된 저온 플라즈마로 처리한 혈액과 처리되지 않은 혈액의 응고 정도를 비교한 사진.
도 8은 본 발명에 따라 쥐의 꼬리에 생긴 출혈을 저온 플라즈마로 지혈하는 것을 나타내는 사진.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 - 지혈장치 200 - 마이크로파 발진부
300 - 증폭부 400 - 공진기
500 - 가스공급부 600 - 지혈부

Claims (6)

  1. 플라즈마를 이용한 지혈장치에 있어서,
    상기 플라즈마를 생성하는 공진에너지를 공급하기 위한 마이크로파 신호를 생성하는 신호원이 구비된 마이크로파 발진부;
    상기 마이크로파 발진부의 출력단과 공진기 사이에 설치되어 상기 마이크로파 신호를 일정한 크기로 증폭하는 증폭부;
    상기 증폭된 마이크로파 신호의 공진에너지로 구동되며 가스공급부에서 공급되는 불활성 가스를 방전시켜 플라즈마를 생성하는 공진기; 및
    상기 공진기에서 생성된 플라즈마가 배출되는 일단에 연결되어, 상기 마이크로파 신호에 의해 방전하면서 생성된 저온 플라즈마를 출혈부위에 집중시켜 혈액을 응고시키는 관 형상의 배출수단으로 이루어진 지혈부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 저온 플라즈마를 이용한 지혈장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로파 발진부와 증폭부가 칩 형태로 모듈화되어 상기 공진기에 설치된 것을 특징으로 하는 저온 플라즈마를 이용한 지혈장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 공진기는,
    내부에 제1내부도체와 상기 제1내부도체를 둘러싸는 유전체가 구비된 동축케이블;
    상기 동축케이블을 둘러싸는 외부도체;
    적어도 하나의 가스유입관을 구비하며, 상기 동축케이블의 일단에서 상기 제1내부도체와 외부도체를 전기적으로 연결하는 연결도체; 및
    상기 외부도체를 관통하여 상기 제1내부도체에 전기적으로 연결되는 제2내부도체가 구비된 연결부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 저온 플라즈마를 이용한 지혈장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 마이크로파 발진부에서 생성되고 상기 제2내부도체를 통하여 동축케이블로 전송되는 마이크로파는 900㎒ 또는 2.45㎓의 주파수를 갖도록 구성되는 것을 특징으로 하는 저온 플라즈마를 이용한 지혈장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 동축케이블은 마이크로파 파장의
    Figure 112008081096534-pat00007
    또는
    Figure 112008081096534-pat00008
    의 길이로 형성되어 상기 공진기의 끝단에서 전계강도를 최대로 하여, 대기압에서 5와트이하의 저전력만을 소비하면서 방전하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 저온 플라즈마를 이용한 지혈장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 마이크로파의 주파수가 900㎒일 경우 상기 공진기는 9㎝ 내지 11㎝의 길이로 형성되고, 상기 마이크로파의 주파수가 2.45GHz일 경우 상기 공진기는 2㎝ 내지 4㎝의 길이로 형성되는 것을 특징으로 하는 저온 플라즈마를 이용한 지혈장치.
KR1020080117285A 2008-11-25 2008-11-25 저온 플라즈마를 이용한 지혈장치 KR101044314B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080117285A KR101044314B1 (ko) 2008-11-25 2008-11-25 저온 플라즈마를 이용한 지혈장치
EP09160585A EP2189125A1 (en) 2008-11-25 2009-05-19 Coagulation apparatus
US12/455,227 US8187265B2 (en) 2008-11-25 2009-05-29 Coagulation apparatus using cold plasma
CN2009101464110A CN101732091B (zh) 2008-11-25 2009-06-02 使用冷等离子体的凝血装置
JP2009154819A JP5122534B2 (ja) 2008-11-25 2009-06-30 低温プラズマを用いた止血装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080117285A KR101044314B1 (ko) 2008-11-25 2008-11-25 저온 플라즈마를 이용한 지혈장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100058763A KR20100058763A (ko) 2010-06-04
KR101044314B1 true KR101044314B1 (ko) 2011-06-29

Family

ID=41818774

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080117285A KR101044314B1 (ko) 2008-11-25 2008-11-25 저온 플라즈마를 이용한 지혈장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8187265B2 (ko)
EP (1) EP2189125A1 (ko)
JP (1) JP5122534B2 (ko)
KR (1) KR101044314B1 (ko)
CN (1) CN101732091B (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101156229B1 (ko) * 2011-10-28 2012-06-18 (주)메다스 엠보싱 구조를 갖는 장기 견인 지혈장치
KR101802817B1 (ko) 2017-01-04 2017-11-30 (주)메디플 휴대용 마이크로파 플라즈마 발생기
KR20180080749A (ko) * 2017-01-04 2018-07-13 주식회사 메디플 휴대용 마이크로파 플라즈마 발생기
KR101930726B1 (ko) 2017-09-27 2018-12-19 포항공과대학교 산학협력단 전력 전달 효율이 향상된 마이크로파 플라즈마 발생기

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8994270B2 (en) 2008-05-30 2015-03-31 Colorado State University Research Foundation System and methods for plasma application
WO2009146439A1 (en) 2008-05-30 2009-12-03 Colorado State University Research Foundation System, method and apparatus for generating plasma
WO2011123124A1 (en) 2010-03-31 2011-10-06 Colorado State University Research Foundation Liquid-gas interface plasma device
US9288886B2 (en) 2008-05-30 2016-03-15 Colorado State University Research Foundation Plasma-based chemical source device and method of use thereof
US8222822B2 (en) 2009-10-27 2012-07-17 Tyco Healthcare Group Lp Inductively-coupled plasma device
EP2552340A4 (en) 2010-03-31 2015-10-14 Univ Colorado State Res Found PLASMA DEVICE WITH LIQUID GAS INTERFACE
JP5637402B2 (ja) * 2010-07-07 2014-12-10 独立行政法人産業技術総合研究所 プラズマ照射処理装置
US20120323325A1 (en) * 2011-06-16 2012-12-20 Fulton Judith A Autologous in situ tissue engineering
JP5980501B2 (ja) * 2011-12-22 2016-08-31 長田電機工業株式会社 プラズマ治療器
US9375525B2 (en) * 2012-01-09 2016-06-28 Somerset Group Enterprises, Inc. Modular extracorporeal systems and methods for treating blood-borne diseases
GB2509063A (en) * 2012-12-18 2014-06-25 Linde Ag Plasma device with earth electrode
CN103040519B (zh) * 2012-12-21 2015-01-14 成都美创电子科技有限公司 应用在手术中的低温等离子体发生器及受其控制的刀系统
US9532826B2 (en) 2013-03-06 2017-01-03 Covidien Lp System and method for sinus surgery
US9555145B2 (en) 2013-03-13 2017-01-31 Covidien Lp System and method for biofilm remediation
US20140276717A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Covidien Lp Bipolar gas plasma coagulation nozzle
CN103607835A (zh) * 2013-11-19 2014-02-26 安徽理工大学 一种大气压低功率脉冲微波冷等离子体射流发生器
WO2016079742A1 (en) 2014-11-19 2016-05-26 Technion Research & Development Foundation Limited Cold plasma generating system
US10524849B2 (en) 2016-08-02 2020-01-07 Covidien Lp System and method for catheter-based plasma coagulation
US11560627B2 (en) 2017-05-23 2023-01-24 Starfire Industries Llc Atmospheric cold plasma jet coating and surface treatment
CN108449858A (zh) * 2018-05-18 2018-08-24 四川大学 基于同轴结构和终端压缩的等离子体射流发生器
CN110623725A (zh) * 2019-09-16 2019-12-31 南京桑迪医疗科技有限公司 一种射频等离子体针刀用电极针头更换装置及其使用方法
JP2023545337A (ja) * 2020-04-10 2023-10-30 ジェローム カナディ リサーチ インスティチュート フォー アドバンスト バイオロジカル アンド テクノロジカル サイエンシズ 寒冷大気圧プラズマを用いた呼吸器感染および肺がんの処置のためのシステムおよび方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0138190B1 (ko) * 1995-01-04 1998-04-27 김수인 저온 플라즈마 혈액응고장치
JP2974635B2 (ja) * 1997-05-12 1999-11-10 三容真空工業株式会社 マイクロ波プラズマ発生装置
KR100769947B1 (ko) 2005-12-29 2007-10-25 유티오인터내셔날코퍼레이션(영업소) 마이크로웨이브 발생장치, 마이크로 웨이브 발생방법, 상기 마이크로웨이브 발생장치를 구비하는 플라즈마 발생장치
JP4035568B2 (ja) * 2004-11-29 2008-01-23 株式会社エーイーティー 大気圧大面積プラズマ発生装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6099523A (en) * 1995-06-27 2000-08-08 Jump Technologies Limited Cold plasma coagulator
JP3862859B2 (ja) 1998-05-13 2006-12-27 三菱電機株式会社 切り替え機構付きアンテナ
GB9905210D0 (en) 1999-03-05 1999-04-28 Gyrus Medical Ltd Electrosurgical system
GB0425765D0 (en) 2004-11-23 2004-12-22 Gyrus Medical Ltd Tissue resurfacing
US7335199B2 (en) * 2000-02-22 2008-02-26 Rhytec Limited Tissue resurfacing
US6887339B1 (en) * 2000-09-20 2005-05-03 Applied Science And Technology, Inc. RF power supply with integrated matching network
DE102004033975B4 (de) 2004-06-11 2009-07-02 Erbe Elektromedizin Gmbh Einrichtung für die Argon-Plasma-Koagulation (APC)
US7271363B2 (en) 2004-09-01 2007-09-18 Noritsu Koki Co., Ltd. Portable microwave plasma systems including a supply line for gas and microwaves
AU2006239843B8 (en) 2005-04-25 2011-06-30 Drexel University Methods for non-thermal application of gas plasma to living tissue

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0138190B1 (ko) * 1995-01-04 1998-04-27 김수인 저온 플라즈마 혈액응고장치
JP2974635B2 (ja) * 1997-05-12 1999-11-10 三容真空工業株式会社 マイクロ波プラズマ発生装置
JP4035568B2 (ja) * 2004-11-29 2008-01-23 株式会社エーイーティー 大気圧大面積プラズマ発生装置
KR100769947B1 (ko) 2005-12-29 2007-10-25 유티오인터내셔날코퍼레이션(영업소) 마이크로웨이브 발생장치, 마이크로 웨이브 발생방법, 상기 마이크로웨이브 발생장치를 구비하는 플라즈마 발생장치

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101156229B1 (ko) * 2011-10-28 2012-06-18 (주)메다스 엠보싱 구조를 갖는 장기 견인 지혈장치
KR101802817B1 (ko) 2017-01-04 2017-11-30 (주)메디플 휴대용 마이크로파 플라즈마 발생기
KR20180080749A (ko) * 2017-01-04 2018-07-13 주식회사 메디플 휴대용 마이크로파 플라즈마 발생기
KR101894516B1 (ko) * 2017-01-04 2018-09-05 주식회사 메디플 휴대용 마이크로파 플라즈마 발생기
KR101930726B1 (ko) 2017-09-27 2018-12-19 포항공과대학교 산학협력단 전력 전달 효율이 향상된 마이크로파 플라즈마 발생기
WO2019066431A1 (ko) * 2017-09-27 2019-04-04 포항공과대학교 산학협력단 전력 전달 효율이 향상된 마이크로파 플라즈마 발생기

Also Published As

Publication number Publication date
US8187265B2 (en) 2012-05-29
US20100130973A1 (en) 2010-05-27
CN101732091B (zh) 2013-01-02
CN101732091A (zh) 2010-06-16
KR20100058763A (ko) 2010-06-04
JP5122534B2 (ja) 2013-01-16
EP2189125A1 (en) 2010-05-26
JP2010125320A (ja) 2010-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101044314B1 (ko) 저온 플라즈마를 이용한 지혈장치
ES2688300T3 (es) Aplicador para esterilización por plasma mediante microondas
JP5280251B2 (ja) 携帯用マイクロ波プラズマ発生器
KR20200003786A (ko) 수술 스코핑 디바이스의 기구 채널을 살균하기 위한 장치
US11446083B2 (en) Microwave amplifier
KR20210102227A (ko) 모듈식 전기 수술 시스템 및 상기 시스템용 모듈
GB2459461A (en) A non-thermal microwave plasma sterilisation system using automatic tuning
CN110996488A (zh) 一种医用等离子体射流装置
GB2458329A (en) Applicator for plasma sterilisation of body cavities
Eom et al. Plasma diagnosis and biomedical application using linear microwave atmospheric-pressure plasma generator
GB2464501A (en) Plasma Applicators for Sterilisation
RU2775009C2 (ru) Микроволновый усилитель
US20230398247A1 (en) Sterilisation apparatus for generating hydroxyl radicals

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140326

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170502

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee