KR101527918B1

KR101527918B1 - 3-주파수 전기수술 기기

Info

Publication number: KR101527918B1
Application number: KR1020080086064A
Authority: KR
Inventors: 존 가리토; 알란 엘만
Original assignee: 엘만 인터내셔날 인크.
Priority date: 2007-08-30
Filing date: 2008-09-01
Publication date: 2015-06-16
Also published as: JP5491011B2; EP2030584A1; KR20090023319A; US8998891B2; JP2009056308A; EP2030584B1; US20090062786A1

Abstract

세 개의 서로 다른 주파수들 중 하나에서의 고품질 RF 에너지 캐리어들을 발생시킬 수 있으며, 이러한 세 개의 캐리어들 중 어느 하나와 네 개의 전기수술 모드 파형 변조들 중 어느 하나를 결합시킬 수 있고, 그리고 모노폴라 핸드피스 또는 바이폴라 핸드피스 중 어느 하나에 변조된 캐리어들을 선택적으로 공급할 수 있는 전기수술 기기가 제공된다. 바람직한 실시예에서, 제 1 캐리어 주파수는 약 3.8-4.0 MHz 범위에 있고, 제 2 캐리어 주파수는 약 1.7-2.0 MHz 범위에 있고, 그리고 제 3 캐리어 주파수는 약 400-600 KHz 범위에 있다.

Description

3-주파수 전기수술 기기{TRI-FREQUENCY ELECTROSURGICAL INSTRUMENT}

본 발명은 전기수술 기기 혹은 장치에 관한 것으로, 특히 세 개의 서로 다른 캐리어 주파수로 동작하는 전기수술 기기에 관한 것이다.

전기수술 기기들은 잘 알려져 있고, 그리고 의료 분야, 치과 분야, 및 수의사 분야에서 널리 사용되고 있다. 이들은 바늘(needle), 볼(ball), 혹은 루프 전극(loop electrodes)를 갖는 핸드피스(handpiece)를 사용하여 모노폴라 동작 모드(monopolar operating mode)에서 전기수술 전류로 정밀 절단(precision cutting)이 가능하도록 하거나, 또는 포셉(forceps)을 사용하여 바이폴라 동작모드(bipolar operating mode)에서 간편한 응고(coagulation)가 가능하도록 한다. 뉴욕의 오션사이드(Oceanside)에 있는 Ellman International, Inc.는, 유니폴라 핸드피스 및 그라운드 혹은 중립 플레이트(indifferent plate)의 플러그를 수용하는 커낵터들 뿐만 아니라 바이폴라 포셋 케이블의 플러그를 수용하는 커낵터들이 자신의 프런트 패널(front panel) 상에 제공되는 전기수술 기기를 만들고 있다.

전형적인 수술에 있어서, 외과 의사는 먼저 유니폴라 핸드피스를 사용하여 요구된 절단 절차를 수행할 수 있고, 그 다음에 유체 영역에서의 고유한 응고 능력 때문에 혈관의 응고를 위해 바이폴라 포셋을 사용하고자 한다. 한 가지 가능한 방법은 필요한 무균 영역을 유지시키고 동시에 외과의사가 서로 다른 디바이스들 내에서 기기로부터 혹은 기기로의 언플러그 및 플러그가 가능하도록 하는 것이고, 이것은 미국 특허 번호 제5,954,686호에 설명되어 있고, 이 문헌의 전체 내용은 참조로 본 명세서에 통합된다. 이 특허에서 제시된 해법을 살펴보면, 전기수술 기기가 두 개의 MHz 캐리어 주파수를 발생시키도록 구성되는데, 그 하나는 절단 모드(CUT mode) 및 절단/응고 모드(CUT/COAG mode)에서의 수술을 위한 약 4 MHz의 더 높은 주파수이고, 나머지 하나는 지혈 모드(HEMO mode) 및 전기치료 모드(FULGURATE mode)에서의 수술을 위한 약 2 MHz의 더 낮은 주파수이다. 이러한 네 개의 동작 모드는 전형적으로 CUT: 최대 평균 파워를 갖는 전파 정류되고 그리고 필터링된 CW 출력, CUT/COAG: 피크 파워에 대해 평균 약 70% 비율을 갖는 전파 정류되고 하지만 필터링되지 않은 그리고 (37.5 Hz 또는 75 Hz 레이트에서) 크게 변조된 엔벨로프 출력(envelope output), HEMO: 피크 파워에 대해 평균 약 35% 비율을 갖는 반파 정류되고 필터링되지 않은 그리고 (37.5 Hz 또는 75 Hz 레이트에서) 크게 변조된 엔벨로프 출력, FULGURATE(혹은 스파크-갭 웨이브(Spark-Gap Wave)): 피크 파워에 대해 평균 약 20% 비율을 갖는 크게 변조됨(3.6 KPPS 랜덤 레이트(random rate))으로 나타내 진다. 바이폴라 모드의 선택은 정상적으로는 HEMO 모드를 선택한다.

본 발명의 주목적은 전기수술 기기의 모노폴라 모드 혹은 바이폴라 모드 중 어느 하나를 사용하여 절단(cutting)), 응고(coagulation), 및 전기치료(fulguration)를 위한 최적의 전기수술 에너지를 제공할 수 있는 전기수술 기기를 제공하는 것이다.

우리가 알 수 있는 것은, 미국 특허 번호 제5,954,686호에 설명된 기기는, 비록 많은 외과수술 절차에 대해 매우 잘 적합할 지라고, 액체 매체 외과수술 절차로서 설명될 수 있은 것에서 전문가들에게 완전히 만족스럽지 않을 수 있다는 것이다. 예를 들어, 이러한 절차는 복부성형술(abdominoplasties), 체형 조각술(body sculpturing), 넙다리 궁둥이 올림술(thigh and buttock lift surgery), 팔뚝성형술(brachioplasty) 혹은 기관들에 관한 내부 수술과 같은 전체 수술 절차를 포함하며, 또는 외과 수술 절차를 포함하는데, 여기서, 많은 양의 팽창 마취액(tumescent liquid anesthic), 식염수(saline) 혹은 물, 덱스트로스(dextrose) 또는 글리세린(glycerine)이 수술 영역에 주입되는데, 예를 들어 관절경 절차(arthroscopic procedures)에서, 혹은 요도경유 절제(transurethal resections) 혹은 방광 종양의 절제(resection of bladder tumors), 폴립 제거(polyp removal), 및 요로결석 제거를 위한 신장 절제(kidney resection)와 같은 비뇨기학적 절차에서 수술 영역에 주입된다. 이러한 절차에 대해 MHz 주파수의 사용이 절단 및 응고 양쪽 모두에 언제나 최적인 것이 아닐 수 있다. 그러나 어떤 애플리케이션은 낮은 누설 전류를 가지며 동시에 섬세하고 정밀하며 그리고 빠른 치료 절단 절차를 위해 높은 출력 무선 주파수(Rradio-Frequency, RF) 에너지를 제공하는 기기를 필요로 한다. 우리가 아는 한, 유니폴라 핸드피스를 사용하여 낮은 누설 전류를 갖으며 동시에 섬세하고 정밀하며 빠른 치료 절단 절차를 위해 높은 출력 무선 주파수(RF) 에너지를 제공하는 상업적으로 가용한 기기, 그리고 또한 바이폴라 핸드피스를 사용하여 응고에 가장 잘 적합한 고품질의 RF 에너지를 제공하는 상업적으로 가용한 기기, 그리고 또한 액상 매체 수술 절차에 대해 저주파수의 전기수술 전류를 선호하는 외과의사들을 위해 저주파수의 고출력 전기수술 전류를 제공하는 상업적으로 가용한 기기는 없다.

이러한 것들은, 본 발명의 일 실시형태에 따른, 모노폴라 핸드피스를 사용하여 낮은 누설 전류를 갖으며 섬세하고 정밀하며 빠른 치료 절단 절차에 가장 잘 적합한 제1의 MHz 캐리어 주파수에서의 고품질 RF 에너지를 발생시킬 수 있으며, 또한 바이폴라 핸드피스와의 사용을 위해 응고에 가장 잘 적합한 제2의 MHz 캐리어 주파수에서의 고품질 RF 에너지를 제공하며, 또한 모노폴라 핸드피스 혹은 바이폴라 핸드피스 중 어느 하나를 사용하여 액상 매체 수술 절차를 수행함에 가장 잘 절합한 제3의 KHz 캐리어 주파수에서의 고품질 전기수술 에너지를 제공하는 전기수술 기기에 의해 달성된다.

본 발명의 또 다른 실시형태에서, 본 발명의 전기수술 기기의 특징은 세 개의 캐리어 주파수와, 서로 다른 전기적 변조 파형으로 나타내어 지는 네 개의 동작 모드를 발생시킬 수 있는 능력이며, 그리고 사용자의 제어하에 이러한 세 개의 캐리어 주파수들 각각을 서로 다른 동작 모드를 나타내는 전기적 변조 파형들 중 어 느 하나와 결합시켜 고유한 전기수술 전류 세트를 형성하고 그리고 이러한 전기수술 전류를 연결된 모노폴라 핸드피스 혹은 바이폴라 핸드피스 중 어느 하나에 전달하는 능력이다. 바람직하게는, 세 개의 캐리어 주파수들 중 두 개는 MHz 범위에 있고, 세 번째 캐리어 주파수는 KHz 범위에 있다.

본 명세서에서 사용되는 "전기수술 모드"는 컴퓨터 프로그램 내의 특정 설정이 나타내거나 혹은 임의의 물리적 머신 인터페이스(physical machine interface)가 나타내는 기기의 구성을 의미하고, 여기서 동일 사용자 입력은 다른 설정에서와 다른 결과가 인식되도록 만들어진다. 전형적으로, 전기수술 모드는 사용자가 프런트 패널 상에 기기 설정을 활성화시킴으로써 또는 사용자가 기기에 연결된 핸드피스 상의 버튼 혹은 풋스위치(footswithch)를 활성화시킴으로써 확립된다. 모드 예로는 모노폴라 활성 및/또는 바이폴라 활성, 그리고 캐리어 주파수 및 네 개의 동작 모드들 중 하나를 나타내는 변조 파형의 사용자 선택이 있을 수 있다. 전형적으로, 기기 구성은 사용자에 의해 변경될 때까지는 마지막 사용자가 선택한 채로 있다. 일반적으로, 변조 주파수는 0 Hz에서 5 KHZ까지 변한다. 특히, 본 발명에 따른 네 개의 동작 전기수술 모드는, CUT: 전파 정류되고 그리고 필터링된 캐리어 파형들로 획득된 최대(또는 100%) 평균 파워를 갖는 CW 출력, CUT/COAG: 전파 정류되고 하지만 필터링되지 않은 그리고 (약 100 Hz 레이트에서) 크게 변조된 출력 파형들로 달성된 약 70% 평균 파워 출력, HEMO: 반파 정류되고 필터링되지 않은 그리고 (약 60 Hz 레이트에서) 크게 변조된 출력 파형들로 달성된 약 50% 평균 파워 출력, FULGURATE(혹은 스파크-갭 웨이브): 크게 변조된(3.6 KPPS 랜덤 레이트) 출력 파형 들로 달성된 약 20% 평균 파워 출력으로 나타내 진다. 주어진 퍼센트는 최대 값에 대비된 값이다.

사용자/외과의사에 의해 선택된 핸드피스의 선택과 결합된 캐리어 주파수 및 변조의 다양한 결합으로 광범위한 조직에 영향을 줄 수 있는 많은 수의 활성 전기수술 전류가 만들어진다. 세 개의 서로 다른 캐리어들(그 각각은 두 개의 서로 다른 핸드피스들 중 어느 하나를 통해 조직에 인가가능한 네 개의 서로 다른 변조를 가짐)은 두 개의 핸드피스들을 통해 총 12개의 서로 다른 전기수술 전류를 제공하고, 그리고 본질적으로 선택된 파워 레벨에서 다양한 레벨의 응고 및 절단을 제공한다. 이것은 일반적인 고파워 조직 절단 전류뿐만 아니라 저파워 출혈자 응고 전류를 포함하고, 또한 지혈을 위해 임계적 해부학적 부분들 주위에 더 적합하게 퍼지는 제어가능한 측면 열(contrellable lateral heat)을 갖는 더 알맞은 조직 영향뿐만 아니라 비중이 큰 액체의 수술 절차에 인가를 위한 저주파수 전류를 포함한다. 일반적으로 말하면, 모노폴라 핸드피스는 부드러운 절단에 대해 바람직하고 그리고 결합된 절단 및 응고에 대해 바람직하지만, 반면에, 두 개의 활성 말단을 갖는 바이폴라 핸드피스는 그 말단들 사이에 전기수술 전류를 집중시키고, 따라서 낮은 파워를 사용하는 국부 지혈에 대해 바람직하며, 그래서 높은 파워의 전기수술 전류가 바이폴라 핸드피스를 사용하여 인가되고 그리고 낮은 파워의 전기수술 전류가 모노폴라 핸드피스를 사용하여 인가되는 많은 수술 상황이 일어날 수 있다.

바람직한 실시예에서, 제 1 캐리어 주파수는 약 3.8-4.0 MHz의 범위에 있고, 제 2 캐리어 주파수는 약 1.7-2.0 MHz의 범위에 있으며, 그리고 제 3 캐리어 주파 수는 약 400-600 KHz의 범위에 있다. 바람직한 값은 4 MHz, 1.71 MHz 및 500 KHz이다.

바람직하게는, 제 1 캐리어 주파수, 제 2 캐리어 주파수, 및 제 3 캐리어 주파수는 필요한 주파수의 두 배에서 RF 캐리어 발생기로부터 선택하여 2로 나누어서 얻어지는데, 이것은 RF 발생기 선택 회로를 간단하게 한다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 모노폴라 핸드피스 및 바이폴라 핸드피스 양쪽 모두가, 비록 동시에 사용되는 것은 아니지만 기기 상의 임의의 스위치를 활성화시키지 않아도, 수술 절차 동안 사용될 수 있도록 구성될 수 있다.

본 발명의 특징짓는 다양한 새로운 특징들은 특히 첨부되는 특허청구범위에 지적되어 있으며, 본 개시 내용의 일부를 형성한다. 본 발명, 그 동작의 장점 및 그 사용으로 얻어지는 특별한 목적을 보다 잘 이해할 수 있도록 하기 위해, 첨부되는 도면 및 상세한 설명을 참조해야 하고, 여기서 본 발명의 바람직한 실시예들이 예시되고 설명되고, 동일한 참조 번호 또는 부호는 동일하거나 유사한 요소를 나타내고 있다.

본 발명에 따른 전기수술 기기(10)의 일 형태가 도 1에 도시된다. 이것은 콘솔 유닛(console unit)(8)을 포함하는데, 프런트에 기기를 위한 제어 패널(control panel)(14)을 포함하는 박스형의 하우징(box-like housing)을 구비하고 있다. 제어 패널은 터치 패널(touch panel)의 일부로서 CUT(절단), CUT/COAG(혼합된 절단 및 응고), HEMO(응고), 및 FULGURATE(스파크 갭 조직 파괴)를 포함하는 네 개의 전기 수술 모드 중 하나를 선택하기 위한 터치 스위치(touch switchs)(16)와, 예시된 바와 같은 세 개의 동작 주파수들 중 하나를 선택하기 위한 터치 스위치(18)와, 20에서 디스플레이되는 파워 출력을 제어하기 위한 상향 및 하향 터치 스위치(up and down touch switchs)(19)와, 그리고 선택된 동작 모드를 모노폴라 핸드피스 또는 바이폴라 핸드피스 중 어느 하나에 보내기 위한 터치 스위치(21)를 포함한다. 그 아래에는 출력 암형 커넥터(output female connector)(22, 23, 24)가 있으며, 그 각각은 왼쪽에 있는 핑거스위치(fingerswitch)로 제어되는 모노폴라 핸드피스(26), 가운데에 있는 바이폴라 핸드피스 혹은 포셉(28), 및 오른쪽에 있는 단일의 혹은 분리된 중성 플레이트(neutral plate)(30)의 플러그 인(plug in)을 위한 것이다. 그리고 가장 오른쪽에 온-오프 파워 스위치(32)가 있다. 핑거스위치로 제어되는 모노폴라 핸드피스를 제공하기 위해 사용되는 회로는 미국 특허 번호 제4,463,759호의 제어 유닛(50)과 함께 설명된 타입일 수 있으며, 이 문헌의 내용은 참조로 본 명세서에 통합되고, 본 실시예에서, 이러한 회로는 콘솔 유닛(8)에 통합된다. 왼쪽 섹션(35) 및 오른쪽 섹션(36)을 구비한 종래의 풋스위치(34)를 수용하기 위한 커넥터(미도시)가 측면에 제공된다. 모노폴라 핸드피스 및 바이폴라 핸드피스 양쪽 모두는 콘솔 유닛(8)에 동시에 연결될 수 있고, 제어 패널이 핸드피스 각각에 대해 요구된 파워에서 미리 설정되어 있거나 활성화되어 있을 때 콘솔 유닛 또는 제어 패널을 터치함이 없이 임의의 순서로 동작될 수 있다. 예를 들어, 만약 외과의사가 특정 전극을 갖는 절단 절차를 수행하려고 결정한다면, 그는 디지털 디스플레이(20) 상의 절단 모드 파워를 상향/하향 버튼(19)에 의해 80 와트까지 미리 설정 할 수 있다. (전형적으로, 이러한 유닛들은 최대 150 와트의 RF 파워를 어느 하나의 핸드피스에 공급하도록 설계된다.) 바이폴라 핸드피스로 응고를 위해서, 50 와트를 사용하고자 할 수 있는데, 이것은 또한 상향/하향 버튼(19)에 의해 디지털 디스플레이(20) 상에서 미리 설정될 수 있다. 내부 회로는, 핑거스위치 모노폴라 핸드피스가 사용되는 경우, 핸드피스(26) 상의 핑거스위치(27)가 가압되었을 때 RF 파워가 모노폴라 핸드피스에서의 전극에 공급될 수 있도록 제어될 수 있다. 그러나, 바이폴라 핸드피스(28)를 사용하는 것이 요구되는 경우, 풋스위치(34)가 가압되고, 이것은 바이폴라 핸드피스의 포셉에 RF 파워를 공급한다. 이러한 결과는 소프트웨어 제어의 결과이고, 그래서 모노폴라 핸드피스 상의 핑거스위치가 전극에 파워를 인가하는데 사용될 수 있도록 머신 모드가 선택되고(풋스위치 모드 비선택), 단지 풋스위치만이 바이폴라 핸드피스에 파워를 인가하는데 사용될 수 있다. 이것은 모노폴라 핸드피스에 대해 선택된 파워가 바이폴라 핸드피스에 인가되는 것을 방지하고, 그 반대의 경우도 같다. 반면에, 바이폴라 핸드피스를 사용하지 않으려 하고 그리고 풋스위치 모드가 선택되는 경우, 풋스위치는 모노폴라 핸드피스를 동작시키기 위해 사용될 수 있다.

앞서의 동작을 달성하기 위한 전기 회로의 일 형태가 도 2의 블럭도에 예시되고, 그리고 전체 사용자 제어의 특징을 나타낸다. 맨 위에 있는 블럭(38)에서, 활성화기, 즉 모노폴라 핸드피스(26) 상의 핑거스위치(27) 혹은 풋 스위치(34)의 풋스위치 섹션(35, 36)의 사용자 선택, 캐리어 주파수와, 전기수술 모드, 그리고 파워 설정의 사용자 선택이 예시되어 있으며, 이것은 중앙 처리 유닛(Central Processing Unit, CPU)(39)에 전송된다. 상부 왼쪽에 아래에 있는 블럭(40)은 세 개의 독립적인 종래의 오실레이터를 나타내는데, 바람직하게는 4 MHz, 1.71 MHz, 및 500 KHz의 전기수술 캐리어 주파수를 발생시키고, 앞서 제 1 캐리어 주파수, 제 2 캐리어 주파수 및 제 3 캐리어 주파수로 언급되었다(이것은 바람직하게는 각각 8.0 MHz, 3.42 MHz, 및 1 MHz에서의 RF 오실레이션으로부터 전기적으로 2로 나누어져 얻어진 것임). 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, CPU로부터의 화살표는 소프트웨어 제어 하에서 종래의 마이크로제어기(CPU)에 의해 발생된 사용자에 의해 발생된 선택 신호를 나타내면, 이것은 세 개의 동작 주파수들 중 하나의 전류 동작에 대한 선택을 위해 블럭(40)으로 입력된다. 잘 알려진 바와 같이 마이크로프로세서는 사용자로부터 입력을 받을 수 있고, 그 다음에 사용자의 요구를 수행하기 위해 다른 회로 블럭에 적절한 출력 신호를 보낼 수 있다. 파워 스위치가 활성화된 경우 모든 오실레이터는 계속 온 상태이고, 그리고 사용자/CPU 선택(38)은 제 1 주파수 또는 제 2 주파수 또는 제 3 주파수 중 어느 것이 캐리어로서 출력되고, 블럭(42)에서 전치증폭되고, 그리고 종래의 변조기 스테이지(44)로 입력되는지를 결정한다. 또한, 변조기 스테이지로의 입력은 CPU 선택 신호(54) 및 D/A 변환기(56)로부터의 변조 신호(52)이다. D/A 변환기는 변조 파형(56)을 발생시킨다. 언급된 변조는 본 명세서에서 정의된 바와 같은 CUT 모드, CUT/COAG 모드, HEMO 모드, 및 FULGURATE 모드에 대해 사용되는 서로 다른 출력 파형으로 만들어지는 미리 정의된 전기수술 모드이다.

RF 파워 발생 회로는 미국 특허 번호 제3,730,188호에서 설명된 공지된 튜브 타입(tube-type)일 수 있고, 이 문헌의 내용은 참조로 본 명세서에 통합되며, 이것은 절단을 위해 전파 정류되고 필터링된 RF 전류를 발생시킬 수 있고, 절단 및 응고를 결합하기 위한 전파 전류된 전류를 발생시키길 수 있고, 그리고 응고를 위한 반파 정류된 전류를 발생시킬 수 있다. 대안적으로, RF 파워 발생 회로는 전기치료를 포함하는 동일 종류의 파형을 발생시킬 수 있는 잘 알려진 고체 상태 타입일 수 있다. RF 회로는 예를 들어 본 발명의 부분이 아니라 예를 들어 종래 기술에서 잘 알려진 회로이다. 본 발명의 특징으로는, RF 회로가 세 개의 서로 다른 동작 캐리어 주파수를 제공하는 것으로, 제 1 고주파수는 3.8-4.0 MHz 범위에 있고, 제 2 저주파수는 1.7-2.0 MHz 범위에 있으며, 그리고 제 3 저주파수는 400-600 KHz 범위에 있다.

변조된 캐리어가 58에서 발생된 이후에, 표준 드라이버 및 트랜스포머 회로(driver and transformer circuit)(62) 및 파워 증폭기(power amplifier)(64)를 통해 처리되고, 파워 증폭기(64)의 출력은 CPU의 제어 하에 안전 목적을 위해 파워 테스터 회로(power tester circuit)(66)에 의해 모니터링된다. 드라이버 및 트랜스포머 회로(62)는 메인 회로로부터의 파워 출력을 분리시키는 기능을 한다. 모노폴라 및 바이폴라 모드 선택의 명칭을 갖는 블럭(70)으로의 CPU 입력은 모노폴라 및 바이폴라 분기 양쪽 모두가 동시에 활성화되는 것을 막는다. 파워 증폭기 출력(68)은 CPU의 제어 하에 모드 선택 블럭(70)으로 입력된다. 모드 선택(16)은 사용자에 의해 패널 설정을 활성화시킴으로써 그리고 스위치(21)를 누름으로써 수행되어, 전기수술 전류가 공급될 모노폴라 핸드피스 혹은 바이폴라 핸드피스가 선택된다. 선 택(35, 36, 또는 27)과 함께 수행된 이러한 선택은 도 2의 상부 분기 혹은 하부 분기를 따라 출력 RF 에너지를 전달하는데, 이러한 분기들 양쪽 모두는 표시자를 동작시키기 위해 분리 트랜스포머(80) 및 종래의 최적화 회로(81)를 포함한다. 달리 말하면, CPU 흐름도에 의해 도시된 바와 같이, 모노폴라 핸드피스(26)가 선택될 때, 82에서 출력된 RF 에너지는 모노폴라 핸드피스로 향하게 되고, 그리고 바이폴라 분기는 디스에이블되며, 그리고 바이폴라 핸드피스(28)가 선택될 때, 83에서 출력된 RF 에너지가 바이폴라 핸드피스로 향하게 되고, 그리고 모노폴라 분기는 디스에이블된다. 오른쪽에 도시된 출력(82 및 83)은 각각 커넥터(22 및 23)로 향하게 된다. 모노폴라 측 혹은 바이폴라 측 상의 파워 전달은 풋스위치 혹은 핑거스위치의 활성화에 의해 제어될 수 있고, 그리고 사용자 참조를 위해 프런트 패널 상에 디스플레이될 수 있다. 35, 36 또는 27 중에서 하나의 스위치보다 많은 스위치가 활성화되면 장애 LED가 발광하고, 그리고 앞서 설명된 바와 같이 모노폴라 분기 및 바이폴라 분기 양쪽 모두가 동시에 활성화되는 것이 방지된다.

바람직한 실시예에서, 기기는 사용자가 스위치 입력을 제공하여 소프트웨어 제어된다. 소프트웨어 제어의 일 형태는 도 3 및 도 4에 도시된 흐름도에 의해 예시되어 있다. 온-오프 스위치(32)가 토클 온(toggle on) 된 이후에, 사용자에 의한 제 1 동작은 프런트 패널 버튼(18)을 통해 블럭(86)에 도시된 캐리어 주파수를 선택하는 것일 수 있다. 세 개의 마름모형 블럭(quadrangular blocks)(88)은 또한 사용자가 제 2 주파수 또는 제 1 주파수 또는 제 3 주파수를 선택했는지 여부를 테스트하고, 표시된 바와 같이 또한 마이크로제어기(39)를 통해 관련 주파수 발생 기(90)를 선택하고 그리고 선택된 캐리어 출력을 변조기(92)에 보낸다. 변조기(92)로의 다른 입력(93)은 사용자 선택(94)에 의해 프런트 패널 버튼(16)을 통해 95에서 순차적으로 테스트된 네 개의 전기수술 모드 중 하나로부터 얻어지고, 그리고, 그 출력은 변조 선택 블럭(96)에 입력된다. A에서의 선택된 변조 캐리어 출력은 그 다음에 프런트 패널 버튼(21)을 통해 사용자 선택(98)(도 4)에 놓이고, 여기서 두 개의 핸드피스 커넥터들(22, 23) 중 어느 하나가, 선택된 전기수술 모드를 갖는 선택된 캐리어의 전달에 의해 활성화된다. 이러한 동작 모드는, 특정 핸드피스에 특정 캐리어 주파수의 자동 연결이 아니라는 점에서, 참조되는 미국 특허 제5,954,686호에서 설명된 것과는 다르다. 종래의 특허에서, 모노폴라 핸드피스의 핑거스위치의 활성화는 자동으로 고주파수 캐리어를 CUT 버튼에 연결하고, 그리고 저주파수 캐리어를 HEMO 버튼에 연결한다. 풋스위치가 가압되었는지 여부에 따라 유사한 동작이 일어난다.

그러나, 본 발명에서, 사용자는 테스트 블럭(104)을 통해, 이전에 선택된 12개의 변조 캐리어들 중 어느 하나를 모노폴라 출력(100) 혹은 바이폴라 출력(102) 중 어느 하나에 연결시키는 프런트 패널 스위치를 통해 선택권을 가지게 된다.

바람직한 동작 모드에서, 소프트웨어적으로 도시된 바와 같이, 외과의사는 핸드피스들 중 하나를 활성화시키기 위해 프런트 패널(14) 상의 버튼을 터치해야만 한다. 버튼 활성화는 CPU 메모리에 보존되거나 독립적인 비휘발성 메모리에 보존되기 때문에, 필요한 경우, 동작 모드를 보유하는 것은 매우 쉬우며, 여기서 활성화된 패널 스위치들의 마지막 세트는 기기가 스위치 오프될 때 메모리에 보유되고, 기기가 다음에 턴온될 때 복원된다. 그래서 기기는 다음 턴온 때 이전의 설정으로 사용될 수 있다.

그러나, 이해할 것으로, 테스트 블럭(104)은 모노폴라 핸드피스(26) 상의 핑거스위치의 활성화를 감지하고, 따라서 모노폴라 핸드피스(26)로 전달되는 선택된 변조 캐리어는 어느 핑거스위치가 가압되었는지에 따라 달라진다. 12개의 변조 캐리어들 중 어느 하나는 모노폴라 핸드피스(26) 상의 핑거스위치 버튼들(27) 각각에 대해 하드와이어링(hardwiring) 될 수 있거나 또는 소프트웨어 제어될 수 있지만, 반면에 또한 가능한 것으로, 동작의 디폴트 모드(default mode)가 확립되어 세 개의 버튼들 중 하나가 CUT 절차와 관련되고 그리고 그 활성화는 CUT 모드 파형으로 변조된 제 1 캐리어 주파수 혹은 가장 높은 캐리어 주파수를 자동으로 선택하도록 될 수 있고, 세 개의 버튼들 중 두 번째 버튼이 CUT/COAG 절차와 관련되고 그리고 그 활성화는 CUT/COAG 모드 파형으로 변조된 제 1 캐리어 주파수 혹은 가장 높은 캐리어 주파수를 자동으로 선택하도록 될 수 있고, 그리고 세 개의 버튼들 중 세 번째 버튼이 HEMO 절차와 관련되고 그리고 그 활성화는 HEMO 모드 파형으로 변조된 제 2 캐리어 주파수 혹은 중간 캐리어 주파수를 자동으로 선택하도록 될 수 있다. 마찬가지로, 12개의 변조 캐리어들 중 어느 하나는 풋스위치 섹션(footswitch section)들(35, 36) 각각에 대해 하드와이어링 될 수 있거나 또는 소프트웨어 제어될 수 있지만, 반면에, 디폴트로서, 왼쪽 섹션(35)이 CUT 절차와 관련되고 그리고 그 활성화는 CUT 모드 파형으로 변조된 제 1 캐리어 주파수 혹은 가장 높은 캐리어 주파수를 자동으로 선택하도록 하는 것이 바람직하고, 그리고 오른쪽 섹션(36)이 CUT/COAG 절차와 관련되고 그리고 그 활성화는 CUT/COAG 모드 파형으로 변조된 제 1 캐리어 주파수 혹은 가장 높은 캐리어 주파수를 자동으로 선택하도록 하는 것이 바람직하다.

이러한 동작 모드들은 미국 특허 번호 제6,652,514호에서 설명되는 바와 같이 얻어지며, 그 내용은 참조로 본 명세서에 통합된다. 이 특허 문헌에서, 저항기들이 핑거스위치 버튼들 각각과 관련된 서로 다른 저항기들(또는 무저항)로 핑거스위치 핸드피스에 통합된다. 측정된 저항은 CPU에 다시 전달되고, CPU는 이 정보를 사용하여 가압된 핑거스위치에 따라 관련 커넥터에 공급할 주파수 및 변조 모드를 선택한다. 이 특허 문헌은 또한 설정값 및 다른 필요 정보를 보존하기 위해 비휘발성 메모리를 사용하고 있다.

정상적으로, 전형적인 바이폴라 핸드피스의 버튼 스위치들이 부족하기 때문에, 핸드피스를 동작시키기 위해 풋스위치(34)가 필요하다. 또한 외과의사는 버튼 스위치들을 갖는 바이폴라 핸드피스를 갖는 것을 선호하는 경우가 일어날 수 있다. 이런한 동작 모드를 달성하기 위해, 단지 필요한 것은, 4 핀 리셉터클(four pin receptacles)을 갖도록 바이폴라 커넥터(23)를 크게 하는 것이며, 이 중 두 개는 정상적인 듀얼 극성 바이폴라 전기수술 전류를 공급하기 위한 것이고, 그리고 나머지 두 개는 특정 선택을 CPU에 전달하기 위해 모노폴라 핸드피스에서와 같이 내장된 저항기와 함께 사용된다.

동작시, 그라운드 플레이트(ground plate)(30)는 언제나 환자에 부착되고, 그리고 외과의사는 프런트 패널 상의 선택 스위치들을 활성화시킴으로써 임의의 요 구된 모노폴라 전기수술 절차 또는 바이폴라 전기수술 절차를 수행할 수 있다.

또한 이해할 것으로, 터치 패널 스위치 사용자 활성화는 핑거스위치(27) 또는 풋스위치(34) 선택에 우선하도록 구성될 수 있고, 따라서, 예를 들어, 핑거스위치(27)를 누르면 파워, 캐리어 주파수 및 전기수술 모드의 패널 선택에 의해 결정된 바와 같이 핸드피스 전극을 통해 환자의 조직에 전기수술 전류가 인가된다. 이러한 경우, 단지 핑거스위치(27)와 풋스위치 섹션(35, 36)의 기능은 선택된 모노폴라 커넥터(22) 또는 바이폴라 커넥터(23)에 공급되는 에너지를 선택된 활성 핸드피스에 전송하는 것이다.

본 발명의 구성은 바로 접근가능하고 그리고 용도가 매우 다양하다는 장점을 제공하고 있는데, 사용자가 단지 프런트 패널의 작은 터치만으로 어느 하나의 핸드피스를 사용할 수 있기 때문에 접근가능성이 좋고, 어느 하나의 핸드피스에서 가용하도록 만들어질 수 있는 캐리어 주파수와 전기수술 모드의 12가지 결합 중 어느 하나를 달성할 수 있기 때문에 용도가 다양하며, 그리고 하나의 전기수술 모드로부터 다른 전기수술 모드로의 조정가능성이 매우 간단하다. 기기의 실제 상태는 프런트 패널 터치 스위치에서 적절한 발광체 또는 다른 표시기가 활성화됨으로써 사용자에게 가시적으로 보이게 할 수 있다.

본 발명이 바람직한 실시예들과 함께 설명되었지만, 이해해야 하는 것으로, 앞서 설명된 원리 내에서 본 발명의 여러 수정은 본 발명의 기술분야에서 숙련된 자들에게는 명백하며, 따라서 본 발명이 이러한 바람직한 실시예로만 한정되는 것이 아니라, 이러한 수정들을 포괄하도록 의도된 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 전기수술 기기의 일 형태를 나타낸 도면이다.

도 2는 도 1의 전기수술 기기에 대한 시스템 회로의 일 형태의 회로 블럭도이다.

도 3 및 도 4는 본 발명에 따라 도 2의 시스템 회로가 어떻게 소프트웨어로 제어되고 동작될 수 있는지를 나타낸 흐름도이다.

Claims

전기수술 핸드피스(electrosurgical handpiece)를 동작시키기 위해, 다양한 캐리어 주파수들(carrier frequencies)에서 그리고 서로 다른 전기수술 모드들(electrosurgical modes)에서 전기수술 전류들(electrosurgical currents)을 선택적으로 제공하기 위한 전기수술 기기로서,

제 1 주파수, 상기 제 1 주파수와는 다른 제 2 주파수, 그리고 상기 제 1 주파수 및 상기 제 2 주파수와는 다른 제 3 주파수를 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 두 개의 서로 다른 캐리어 주파수들을 발생시키도록 되어 있는 RF 파워 발생 회로(RF power generating circuitry)를 포함하여 구성되며,

상기 RF 파워 발생 회로는, 제 1 변조 파형(modulating waveform), 제 2 변조 파형, 제 3 변조 파형, 및 제 4 변조 파형을 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 두 개의 서로 다른 변조 파형들을 발생시키도록 되어 있는 변조 회로(modulating circuit)를 포함하고, 각각의 변조 파형은 임의의 다른 변조 파형과는 다른 원하는 전기수술 모드를 제공하며,

상기 전기수술 기기는 상기 캐리어 주파수들 각각에 대한 상기 두 개의 서로 다른 변조 파형들 중 어느 하나 혹은 그 이상의 변조 파형을 나타내는 신호를 전기수술 핸드피스에 선택가능하게 출력하도록 되어 있으며,

캐리어 주파수와 변조된 파형의 임의의 조합이 모노폴라 전기수술 핸드피스(monopolar electrosurgical handpiece) 혹은 바이폴라 전기수술 핸드피스(bipolar electrosurgical handpiece)를 위한 커넥터(connector)에 선택가능하게 출력될 수 있는 것을 특징으로 하는 전기수술 기기.
제1항에 있어서,

상기 전기수술 기기에 연결되는 풋스위치(footswitch)를 더 포함하고, 상기 풋스위치는 상기 RF 파워 발생 회로를 턴온(turn on) 및 턴오프(turn off)시키는 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 전기수술 기기.
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제1항에 있어서,

상기 제 1 주파수는 3.8-4.0 MHz 범위에 있고, 상기 제 2 주파수는 1.7-2.0 MHz 범위에 있고, 그리고 상기 제 3 주파수는 400-600 KHz 범위에 있는 것을 특징으로 하는 전기수술 기기.
제5항에 있어서,

상기 제 1 주파수는 4.0 MHz이고, 상기 제 2 주파수는 1.7 MHz이고, 그리고 상기 제 3 주파수는 500 KHz인 것을 특징으로 하는 전기수술 기기.
제1항에 있어서,

모노폴라 핸드피스(monopolar handpiece) 혹은 바이폴라 핸드피스(bipolar handpiece)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기수술 기기.
제1항에 있어서,

상기 전기수술 기기는, 캐리어 주파수 선택을 제어하는 제 1 스위치 섹션과, 모드 선택을 제어하는 제 2 스위치 섹션과, 그리고 선택된 전기수술 신호들이 어느 핸드피스에 전달되는지를 제어하는 제 3 스위치 섹션을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기수술 기기.
제8항에 있어서,

상기 전기수술 기기 상의 제 1 전기적 커넥터에 연결되는 모노폴라 핸드피스 및/또는 상기 전기수술 기기 상의 제 2 전기적 커넥터에 연결되는 바이폴라 핸드피스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기수술 기기.
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제1항에 있어서,

상기 변조 회로는 절단(cutting)을 위한 전기수술 모드를 실행하는 제 1 변조 파형을 발생시키도록 되어 있고, 상기 전기수술 기기는 상기 제 1 파형을 위한 신호를 상기 전기수술 핸드피스에 출력하도록 선택가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 전기수술 기기.
제12항에 있어서,

상기 변조 회로는 응고(coagulation)를 위한 전기수술 모드를 실행하는 제 2 변조 파형을 발생시키도록 되어 있고, 상기 전기수술 기기는 상기 제 2 파형을 위한 신호를 상기 전기수술 핸드피스에 출력하도록 선택가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 전기수술 기기.
제1항에 있어서,

상기 변조 회로는 절단과 응고의 혼합을 위한 전기수술 모드를 실행하는 제 1 변조 파형을 발생시키도록 되어 있고, 상기 전기수술 기기는 상기 제 3 파형을 위한 신호를 상기 전기수술 핸드피스에 출력하도록 선택가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 전기수술 기기.
제12항에 있어서,

상기 변조 회로는 절단과 응고의 혼합을 위한 전기수술 모드를 실행하는 제 2 변조 파형을 발생시키도록 되어 있고, 상기 전기수술 기기는 상기 제 3 파형을 위한 신호를 상기 전기수술 핸드피스에 출력하도록 선택가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 전기수술 기기.
제12항에 있어서,

상기 변조 회로는 전기치료(fulguration)를 위한 전기수술 모드를 실행하는 제 2 변조 파형을 발생시키도록 되어 있고, 상기 전기수술 기기는 상기 제 4 파형을 위한 신호를 상기 전기수술 핸드피스에 출력하도록 선택가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 전기수술 기기.
제14항에 있어서,

상기 변조 회로는 전기치료를 위한 전기수술 모드를 실행하는 제 2 변조 파형을 발생시키도록 되어 있고, 상기 전기수술 기기는 상기 제 4 파형을 위한 신호를 상기 전기수술 핸드피스에 출력하도록 선택가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 전기수술 기기.
제15항에 있어서,

상기 전기수술 기기는 모노폴라 핸드피스를 갖는 사용을 위해 구성되는 것을 특징으로 하는 전기수술 기기.
제16항에 있어서,

상기 전기수술 기기는 모노폴라 핸드피스를 갖는 사용을 위해 구성되는 것을 특징으로 하는 전기수술 기기.
제15항에 있어서,

상기 제 1 주파수는 3.8-4.0 MHz 범위에 있고, 상기 제 2 주파수는 1.7-2.0 MHz 범위에 있고, 그리고 상기 제 3 주파수는 400-600 KHz 범위에 있는 것을 특징으로 하는 전기수술 기기.
제19항에 있어서,

상기 제 1 주파수는 3.8-4.0 MHz 범위에 있고, 상기 제 2 주파수는 1.7-2.0 MHz 범위에 있고, 그리고 상기 제 3 주파수는 400-600 KHz 범위에 있는 것을 특징으로 하는 전기수술 기기.
제15항에 있어서,

상기 전기수술 기기는 바이폴라 핸드피스를 갖는 사용을 위해 구성되는 것을 특징으로 하는 전기수술 기기.
제16항에 있어서,

상기 전기수술 기기는 바이폴라 핸드피스를 갖는 사용을 위해 구성되는 것을 특징으로 하는 전기수술 기기.
제22항에 있어서,

상기 제 1 주파수는 3.8-4.0 MHz 범위에 있고, 상기 제 2 주파수는 1.7-2.0 MHz 범위에 있고, 그리고 상기 제 3 주파수는 400-600 KHz 범위에 있는 것을 특징으로 하는 전기수술 기기.
제23항에 있어서,

상기 제 1 주파수는 3.8-4.0 MHz 범위에 있고, 상기 제 2 주파수는 1.7-2.0 MHz 범위에 있고, 그리고 상기 제 3 주파수는 400-600 KHz 범위에 있는 것을 특징으로 하는 전기수술 기기.
전기수술 핸드피스를 동작시키기 위해, 다양한 캐리어 주파수들에서 그리고 서로 다른 전기수술 모드들에서 전기수술 전류들을 선택적으로 제공하기 위한 전기수술 기기로서,

적어도 하나의 캐리어 주파수를 발생시키도록 되어 있는 RF 파워 발생 회로와; 그리고

상기 적어도 하나의 캐리어 주파수에 대하여 적어도 세 개의 서로 다른 변조 파형들을 발생시키도록 되어 있는 변조 회로를 포함하여 구성되며,

각각의 변조 파형은 (1) 절단, (2) 응고, (3) 절단과 응고의 혼합, 및 (4) 전기치료를 포함하는 그룹으로부터 선택된 서로 다른 원하는 전기수술 모드를 제공하고,

상기 전기수술 기기는 상기 캐리어 주파수에 대한 상기 세 개의 서로 다른 변조 파형들 중 어느 하나 혹은 그 이상의 변조 파형을 나타내는 신호를 전기수술 핸드피스에 선택가능하게 출력하도록 되어 있으며,

캐리어 주파수와 변조된 파형의 임의의 조합이 모노폴라 전기수술 핸드피스 혹은 바이폴라 전기수술 핸드피스를 위한 커넥터에 선택가능하게 출력될 수 있는 것을 특징으로 하는 전기수술 기기.
제26항에 있어서,

상기 전기수술 기기는 모노폴라 핸드피스를 갖는 사용을 위해 구성되는 것을 특징으로 하는 전기수술 기기.
제26항에 있어서,

상기 전기수술 기기는 바이폴라 핸드피스를 갖는 사용을 위해 구성되는 것을 특징으로 하는 전기수술 기기.
제27항에 있어서,

상기 RF 파워 발생 회로는 (i) 3.8-4.0 MHz 범위에 있는 제 1 주파수 및 (ii) 400-600 KHz 범위 혹은 1.7-2.0 MHz 범위에 있는 제 2 주파수를 발생시키도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 전기수술 기기.
제28항에 있어서,

상기 RF 파워 발생 회로는 1.7-2.0 MHz 범위에 있는 주파수를 발생시키도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 전기수술 기기.