KR101552505B1 - 생체 조직의 절제를 위한 무선주파수 에너지 전송 장치 - Google Patents

생체 조직의 절제를 위한 무선주파수 에너지 전송 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 무선주파수 에너지 전송 장치는 생체 조직의 절제를 위하여 무선주파수 에너지, 특히 마이크로웨이브 에너지를 안내하는 중공 동축 도전성 케이블을 포함한다. 동축인 내부 도체와 외부 도체는 케이블의 중심 말단부로부터 원심 말단부까지 케이블의 전체 길이를 실질적으로 연장한다. 내부 도체는 중공 축방향 연장 내강을 가지는 튜브 몸체를 포함하고, 외부 도체는 내부 도체의 적어도 일부분 위에서 실질적으로 동축으로 배치된 튜브 몸체를 포함한다. 내부 도체와 외부 도체 사이의 도전성을 방해하는 절연성은 내부 도체와 외부 도체 사이에 배치된 진공 또는 유전 매체에 의해 생긴다. 무선주파수 에너지를 생체 조직에 전달하는 절제 부재는 케이블의 원심 말단부에 배치된다. 절제 부재는 나선 코일, 모노폴 또는 마이크로스트립 회로일 수 있다.

Description

생체 조직의 절제를 위한 무선주파수 에너지 전송 장치{A radio frequency energy transmission device for the ablation of biological tissues}
본 발명은, 생체 조직의 절제를 위한 장치들과 같은, 생체 조직의 조사에 사용되는 의료 장치들에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로, 이러한 장치들을 위한 무선 주파수 에너지 전송 장치에 관한 것이다.
치료 조직 절제 시스템들은, 열 전도 및 조사와 같은 다른 에너지 교환 수단을 통하여 에너지를 생체 조직 절제 지점에 적용한다. 이러한 시스템들은 무선주파수, 초음파, 레이저, 저온 등과 같은 다양한 에너지 모드들을 이용할 수 있다. 무선주파수 범위에서, 특정 마이크로웨이브 절제 시스템들은 생체 조직을 파괴하거나 절제하는 데에 사용된다. 일 응용례에서, 마이크로웨이브 절제 시스템은 불규칙한 심장박동 또는 부정맥을 일으키는 심장 조직을 절제하는 데에 사용되고, 더욱 위험하고 침입적인 개방 심장 수술의 필요를 없앤다. 이러한 응용례에서, RF 안테나와 같은 절제 부재가 카테터(catheter)의 일부로서 포함된다. 카테터는 심방에 접근하기 위해 정맥을 통과한다. 심방 내에서, RF 안테나는 절제가 적용되는 원하는 위치에 위치된다.
마이크로웨이브 절제 시스템들은 또한 동맥, 기관 및 혈관과 같은 다른 생체 지점의 치료에 사용될 수 있다. 예를 들어, 마이크로웨이브 절제 시스템은 몸의 폐, 간, 신장 또는 다른 영역들 내의 종양을 절제하는 데에 사용된다.
이러한 수술 치료 응용례들은 목표 조직 지점으로 에너지를 전달하기 위해 무선주파수 에너지를 절제 부재로 전송하기 위한 효율적인 시스템을 필요로 한다.
본 발명은 심장, 간 등과 같은 몸의 생체 조직을 절제하기 위한 획기적인 무선주파수 에너지 전송 장치를 제공한다. 본 명세서에 기술된 실시형태들은 무선주파수 기반 조직 절제 시스템에서 사용되기 위한 중앙 내강을 가진 새로운 도전성 중공 동축 케이블을 제공한다.
일 실시형태에서, 중공 도전성 동축 케이블이 제공된다. 중공 도전성 동축 케이블은 축방향으로 연장된 내강 또는 통로를 가진 제 1 내부 세장형(細長型) 도전성 튜브 부재를 포함한다. 제 2 세장형 도전성 튜브 부재는 제 1 세장형 도전성 튜브 부재 중 적어도 일부분 위에서 실질적으로 동축으로 배치된다. 내부 도전성 부재와 외부 도전성 부재 사이에는 유전 매체가 제공된다. 중공 도전성 동축 케이블의 원심(distal) 말단부에는, 목표 생체 조직에 마이크로웨이브를 포함하는 무선주파수 에너지를 전달하기 위한 절제 부재가 실장되어 있다.
일 실시형태에서, 절제 부재는 나선 코일 또는 모노폴(monopole)일 수 있는 무선주파수 송신기 또는 안테나를 포함하고, 일단이 내부 도전성 부재에 연결되어 있고, 타단이 외부 도전성 부재에 연결되어 있다. 무선주파수 신호 생성기는, 예정된 파라미터들에 따라 RF 신호를 조정하기 위한 제어기 또는 제어 유닛과 함께 일련의 RF 펄스들을 중공 도전성 동축 케이블을 따라 RF 안테나로 생성하기 위해 중공 도전성 동축 케이블의 중심 말단부에 연결된다. 일 실시형태에서, 무선주파수는 근사적으로 300 Mhz 이상의 마이크로웨이브 주파수일 수 있다.
일 실시형태에서, 유전 매체는 내부 도체와 외부 도체 사이에 선택적으로 배치되어 있다. 유전 매체는 고체 물질을 포함하거나, 유체 물질을 포함하거나, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으며, 대체 구조 특징들을 가질 수 있다.
무선주파수 에너지, 특히 마이크로웨이브 에너지를 목표 생체 조직 지점에 전달하기 위한 절제 부재가 중공 도전성 동축 케이블의 원심 말단부에 실장된다.
본 발명의 다른 특징들 및 장점들은 이하의 구체적인 내용과 첨부된 도면을 참조하면 당업자에게 더욱 명확해질 것이다.
본 발명에 따르면, 무선주파수 에너지를 절제 부재로 효율적으로 전송할 수 있다.
도 1은, 생체 조직의 절제를 위한 무선주파수 에너지 전송 장치의 일 실시형태를 도시하는, 부분 생략된 개요 블록도이고;
도 2는, 도 1의 무선주파수 에너지 전송 장치를 위한 중공 도전성 동축 케이블의 제 1 실시형태의 종 단면도이며;
도 3은 도 2의 선 3-3을 따라 잘려진 단면도이고;
도 4는 도 2의 선 4-4를 따라 잘려진 단면도이며;
도 5a은 유전층이 케이블의 내부 도체와 외부 도체 사이에 배치된 변형된 중공 도전성 동축 케이블의 부분 등방 단면도이고;
도 5b는 도 5a에 도시된 변형된 중공 도전성 동축 케이블의 선택 단면도이며;
도 5c은 내부 도체와 외부 도체 사이에 배치된 2개의 분리된 유전층들을 가진 중공 도전성 동축 케이블의 또 다른 실시형태의 단면도이고;
도 5d는 내부 도체와 외부 도체 사이에 배치된 복수의 유전층들을 도시하는 중공 도전성 동축 케이블의 또 다른 실시형태의 단면도이며;
도 6a은 내부 도체와 외부 도체 사이에 배치된 또 다른 유전층을 가진 중공 도전성 동축 케이블의 또 다른 실시형태의 단면도이고;
도 6b는 도 6a에 도시된 실시형태에서 사용하기 위한 유전 물질의 단면도이며;
도 6c은 도 6a 및 도 6b에 도시된 실시형태에서 사용하기 위한 유전 물질의 부분 등방 단면도이고;
도 7a은 본 발명의 내부 도체와 외부 도체 사이에 위치되는 유전 물질의 또 다른 실시형태의 단면도이며;
도 7b는 도 7a에 도시된 실시형태에 사용하기 위한 유전 물질의 부분 등방 단면도이고;
도 7c은 본 발명의 내부 도체와 외부 도체 사이에 위치되는 유전 물질의 또 다른 실시형태의 단면도이고;
도 7d는 도 7c에 도시된 실시형태에 사용하기 위한 유전 물질의 또 다른 실시형태의 단면도이다.
본 발명은, 생체 조직의 절제를 위한 무선주파수 에너지, 특히 마이크로웨이브 에너지를 안내하기 위한 중공 동축 케이블을 포함하는 혁신적인 무선주파수 에너지 전송 장치를 제공한다. 중공 동축 케이블은 중심 말단부 및 원심 말단부를 가지고, 동축인 내부 도체와 외부 도체를 포함한다. 내부 도체는, 중공 축방향 연장 내강을 가지는 세장형 도전성 튜브 부재를 가진다. 외부 도체는, 내부 도체 위에 실질적으로 동축으로 배열된 세장형 도전성 튜브 부재를 가진다. 유전 매체는 내부 도체와 외부 도체 사이에서 선택적으로 배치된다. 무선주파수 에너지, 특히 마이크로웨이브 에너지를 전달하는 절제 부재는 케이블의 원심 말단부에 위치한다. 중공 도전성 동축 케이블은 중심 말단부의 RF 신호 생성기와 연결되기에 적합하고, RF 에너지, 특히 마이크로웨이브 에너지를 원심 말단부에 실장된 절제 부재에 전달한다.
도 1 내지 3은, 이하에서 자세히 기술되는 것처럼, 생체 조직 지점 및/또는 환자의 혈관의 인접 부위 또는 내부에 위치하기에 적합한 세장형 동축 케이블 장치(20), 및 전자기 에너지를 치료 지점에 전달하기 위한, RF 안테나와 같은 절제 장치(60)를 포함하는 무선주파수 에너지 전송 절제 시스템(100)을 도시한다.
동축 케이블 장치(20)는 중심 말단부(25) 및 원심 말단부(30)을 가진 유연한 연장 튜브 몸체(32)를 가진다. 동축 케이블 장치의 중심 말단부에는 동축 케이블 장치를 위한 제어기(도시되지 않음)를 조종하고 위치설정하는 핸들 유닛(40)이 위치되어 있다. RF 신호 생성기 및 시스템 제어 유닛 또는 시스템(35)은, 이하에서 자세히 기술되는 것처럼, 케이블(45)에 의해 동축 케이블 장치의 중심 말단부에 연결되고, 동축 케이블을 통하여 절제 장치(60)에 전기적으로 연결된다. 절제 장치에 전달된 RF 신호를 제어하기 위한 RF 신호 생성기 및 제어 유닛은 2006년 6월30일에 출원된 출원 제11/479,259호에 기술되어 있다.
동축 케이블 장치(20)의 일 실시형태의 구조가 도 2 내지 4에 상세히 도시되어 있다. 동축 케이블 장치(20)의 길이 및 직경들은 의료 업계에서 공지된 것처럼 특정 의료 과정에 맞추는 데에 필요하다. 동축 장치(20)는 일반적으로 튜브 모양이며, 동축 장치(20)의 길이를 따라 연장된 중앙 내강(24)을 가진 다층 구성을 가진다. 내강(24)의 원심 말단부(30)는 도 2에 도시된 것처럼 폐쇄되어 있을 수 있거나, 또는 미국특허 제6,663,625호에 기술되고 도시되어 있는 다른 실시형태들처럼 개방되어 있을 수 있다.
동축 케이블 장치(20)는 중심 말단부와 원심 말단부를 가진 제 1 또는 내부 도전성 튜브 부재 또는 도체(50)를 포함한다. 내부 도체(50)는 중공 내강(24)을 가진 세장형 도전성 튜브 부재로 구성된다. 세장형 도전성 튜브 부재로 형성된 외부 도체(52)는 내부 도체(50)의 길이 중 적어도 일부분 위에 실질적으로 동축으로 배열된다. 이러한 배열은 내부 도체(50)의 벽과 외부 도체(52)의 벽 사이의 공간(54)을 형성한다.
절제 장치(60)는 동축 케이블 장치(20)의 원심 말단부(30)에 위치되어 있고, 접촉점(62)의 외부 동축 도체(52)와 접촉점(64)의 내부 동축 도체(50) 모두에 전기적으로 연결되어 있다. 바꿔 말하면, 내부 도체 및 제 2 또는 외부 도체는 유닛(35)의 RF 에너지 소스에 전기적으로 연결되어 있다. 도시된 실시형태에서, 절제 장치(60)는, 동축 케이블 장치의 외주면 주위에 감겨지고, 외부 도체(52)의 말단부로부터 동축 케이블 장치(20)의 원심 말단부까지 연장된 나선 코일을 포함한다. 나선 코일(60)은 코일의 구조적 완전성을 보호하고 생체 환경으로부터 코일을 보호하는 폴리머 유전 인캡슐런트(encapsulant)와 같은 유전 물질의 외부 코팅층(65)으로 코팅되어 있다. 선택적인 실시형태들에서, 다른 형태들의 절제 장치들 또는 무선주파수 안테나들은, 미국특허 제6,663,625호에서 기술된 것처럼, 동축 케이블 장치의 말단부에 배치된 모노폴 비드(bead) 안테나 또는 한쌍의 이격된 도전성 마이크로스트립들과 같은 나선 코일 안테나(60) 대신에 사용될 수 있다. RF 안테나(60)는 나선 코일을 형성하기 위해 나선 모양으로 감겨진 도전성 물질 또는 와이어 스트립을 포함한다. 코일 와인딩(winding)의 적절한 직경, 피치 및 길이, 및 도전성 물질 또는 와이어 스트립의 선택은, 당업계에서 공지된 특정 과정 조건에 따라 변화할 수 있는 선택의 문제이다. 그러므로, 이러한 디자인 구성요소들 및 고려사항들은 본 명세서에서 자세히 기술되지 않는다.
도 1 내지 3에 도시된 것처럼, 유전 매체(53)는 내부 도체(50)와 외부 도체(52) 사이의 도전을 방해하기 위한 공간(54)에 제공된다. 유전 매체는 고체로 형성되거나, 유체로 형성되거나, 또는 고체와 유체의 조합으로 형성된다. 선택적으로, 유전체는, 진공의 채워지지 않은 공간과 선택적 유전 고체 또는 유체 물질로 채워진 공간으로 이루어진, 내부 도체(50)와 외부 도체(52) 사이의 공간(54)을 실질적으로 채우는 유전층(55)으로 형성된다. 공기와 같은 유전 유체 매체는 고체 유전층(55) 대신에 분배될 수 있다. 유전 성질을 보여주는 진공은, 제조 과정 동안 케이블의 원심 말단부와 중심 말단부 사이에서 공기를 비우고 공간(54)을 밀봉함으로써 이루어질 수 있다. 선택적으로, 진공은, 이하에서 자세히 논의되는 것처럼, 공간(54)과 유체연통하도록 구성된 진공 소스에 의해 이루어질 수 있다.
외부 재킷 또는 케이싱(56)은 외부 도체(52)를 동축 케이블 장치의 길이를 따라 원심 말단부(30)까지 케이스에 넣는다. 외부 케이싱(56)은 일반적으로 혈관 환경 내에서 생체적합성을 가진 폴리머 물질로 이루어져 있다. 이러한 물질들의 실시예들은 방사선불투과성, 경도 및 탄성의 정도에 따라서 오토캠 저머니(Autochem Germany)의 페백스(Pebax®), 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리아미드 등과 같은 열가소성 엘라스토머 물질을 포함한다.
동축 케이블 장치(20)의 튜브 몸체는 상술한 물질들 또는 균등물들 중 하나 이상을 사용하는 복수의 세그먼트들로 형성될 수 있어, 장치(20)는 원심 말단부를 향할 수록 점점 더 유연해진다. 세그먼트들은 열 접합, 버트(butt) 접합 또는 접착제 접합에 의해 결합될 수 있다. 편복 강화재(braiding reinforcement)는, 원심 말단부가 필요할 때 굽혀질 수 있으면서, 장치가 환자의 혈관을 통해 지나다닐 수 있게 바람직한 수준의 단단함과 비틀림 강도를 얻도록 튜브 몸체의 표면에 제공될 수 있다. 원심 말단부(30)는 편복이나 강화재 없이 몸체 중 나머지보다 더 부드러운 폴리머 화합물로 이루어져 장치의 원심 편향 및 모양형성을 위한 바람직한 유연성을 제공할 수 있다.
일 실시형태에서, 내부 도체(50)는 유연한 편복 와이어 구성 또는 박막 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 유연한 유전 물질의 내부 라이너(liner) 또는 슬리브(sleeve; 58)는 중공 중앙 내강(24)을 둘러싸도록 도체(50) 내에 제공될 수 있다. 외부 도체(52)는 편복 와이어 구성일 수 있거나, 또는 박막 도전성 물질 등일 수 있다. 도 2에 도시된 것처럼, 외부 도체(52) 및 외부 케이싱(56)이 핸들 유닛(40)으로부터 연장되고 장치의 원심 말단부에 못미쳐 종료되고 외부 도체가 외부 케이싱의 원심 말단부를 지나 짧은 거리만큼 돌출되는 반면에, 슬리브(58), 내부 도체(50) 및 유전층(55)이 핸들 유닛(40)으로부터 동축 케이블 장치의 원심 말단부를 통하여 연장된다.
RF 안테나(60)는 유닛(35)의 무선주파수 에너지 소스(도시되지 않음)로부터 전자기 에너지를 수신하고 방사하기에 적합하다. 무선주파수의 적절한 스펙트럼은 근사적으로 300 ㎒ 이상의 범위를 갖는 마이크로웨이브 주파수이다. RF 안테나(60)는 나선 코일에 의해 전송되는 실질적으로 균일하게 분배된 전자기장 에너지를 전달한다. 전송된 전자기장의 파워는 RF 안테나의 종축에 실질적으로 수직이고, 균일한 에너지장은 안테나를 중심으로 원형으로 생성되며, 안테나에 의해 경계가 이루어진다. 절제를 위해 전달되는 에너지는 안테나를 따라 실질적으로 균일하게 분배되고, 안테나와 절제될 조직 사이의 접촉과 무관하다.
도 5a 및 5b는 선택적인 유전 매체 구성을 포함하는, 본 발명의 또 다른 실시형태를 도시한다. 도 5a 및 5b의 유사한 참조번호들은 다른 도면들의 유사한 부품들에 대하여 사용된다. 이러한 실시형태에서, 유전 매체(53)는 유전층(70)으로 이루어지며, 내부 도체(50) 주위를 둘러싸기 위해 내부 도체와 외부 도체 사이의 공간(54) 내에 배치된다. 유전층(70)의 길이방향 외주 가장자리들(72 및 74) 사이에 간극(76)이 형성된다. 다른 방향 배열이 제공될 수 있을 지라도, 간극(76)이 동축 케이블의 길이 중 적어도 일부분을 따라 연장되고, 일반적으로 케이블의 축에 평행한 방향을 가진다. 게다가, 유전층(70)의 외주 가장자리들(72 및 74)은 내부 도체(50)와 외부 도체(52) 사이의 공간(54) 내의 외주 가장자리들의 이음매를 따르는 복수의 간극들을 형성하도록 선택된 위치들에서 결합될 수 있다.
도 5c 및 5d는, 2개 이상의 분리된 유전층들이 내부 도체와 외부 도체 사이에 배치된 중공 도전성 동축 케이블의 추가적인 실시형태들의 단면도들을 도시한다. 도 5c은 두 조각의 유전층들(80A, 80B)이 공간(54) 내에 제공된 구성을 도시한다. 2개의 유전층들은 간극들(82A 및 82B)에 의해 분리되어 있다. 도 5a 및 5b에 도시된 실시형태와 유사하게, 다른 방향 배열이 제공될 수 있을지라도, 간극들(82A 및 82B) 각각은 내부 도체의 축과 외부 도체의 축에 평행한 방향으로 동축 케이블의 길이 중 적어도 일부분을 따라 연장된다. 그러므로, 간극들(80A 및 80B)은 내부 도체와 외부 도체 사이의 공간(54) 내의 동축 케이블의 길이를 따르는 유전층들 사이의 세장형 채널(channel)들을 제공한다.
도 5d에서, 3개의 유전층들(90A, 90B, 90C)은 공간(54) 내에 형성된다. 유전층들은 간극들(92A, 92B 및 93C)에 의해 분리되어 있다. 도 5a 내지 5d에 도시된 실시형태들과 유사하게, 간극들(92A, 92B 및 92C)의 방향은, 다른 방향 배열이 제공될 수 있을지라도, 내부 도체의 축과 외부 도체의 축과 평행한 방향으로 연장된다.
도 6a은 선택적인 유전 물질 구성을 포함하는 본 발명의 또 다른 실시형태를 도시한다. 유전층(99)에는 하나 이상의 표면 오목부(102)가 형성되며, 내부 도체(50)와 외부 도체(52) 사이에 배치된다. 도 6b의 단면도 및 도 6c의 부분 등방 단면도에 도시된 실시형태에 의해 예시된 것처럼, 오목부들(102)은 세장형 스파인들(spines) 또는 돌출 융기들(104) 사이에 형성되어 있고, 내부 도체와 외부 도체의 축에 실질적으로 평행하게 연장되어 있다. 이러한 실시형태는 동축 케이블의 원심 말단부와 중심 말단부 사이에 연장된 적어도 하나의 채널을 형성한다. 도 6a, 6b 및 6c에 도시된 실시형태에 도시된 것처럼, 스파인들(104)은 동축 케이블의 축을 중심으로 등각으로 배열되어 있다. 스파인들(104)은 유전층(99)의 일부로서 형성될 수 있다. 선택적으로, 스파인들은 개별적인 세장형 스트립들로 형성될 수 있고, 유전층(99)의 표면(105)에 부착될 수 있다. 게다가, 스파인들(104)은 다양한 단면 프로파일들을 취할 수 있으며, 도 6a, 6b, 6c, 7a, 7b, 7c 및 7d에 도시된 스파인들에 제한되지 않는다.
선택적으로, 오목부들(102)은 내부 도체와 외부 도체의 축에 대하여 스파인 형태로 형성되고 방향을 갖출 수 있으므로, 내부 도체(50)와 외부 도체(52) 사이의 공간(54) 내의 하나 이상의 스파인 채널들 또는 통로들을 형성한다. 또 다른 선택적인 디자인으로서, 선형 오목부들은 내부 도체(50)와 외부 도체(52) 사이에 배치된 유전층(100)의 한쪽 면 또는 양쪽 면에 교차하는 십자형태로 형성될 수 있다. 게다가, 유전 물질의 표면에 형성된 톱니꼴 자국을 대신하여, 오목부들은 관통공(도시되지 않음)의 형태를 가질 수 있다.
도 7a 및 7b는, 적어도 하나의 내부 통로(108)가 세장형 가장자리들(104) 내에 선택적으로 형성되고 동축 케이블의 길이를 따르도록 가장자리들(104)의 길이를 따라 연장하는 유전층 구성(106)을 도시한다. 이러한 선택적인 유전체 구성은, 세장형 스파인들과, 동축 케이블의 원심 말단부와 중심 말단부 사이에 연장된 적어도 하나의 내부 통로(108) 사이의 적어도 하나의 개방 채널(102)을 제공한다.
도 7c 및 7d는, 내부 도체(50)와 외부 도체(52) 사이의 공간(54) 내에 구성된 선택적인 유전층(110)에, 유전층(110)의 양쪽 표면들의 하나 이상의 표면 오목부들(114)이 형성된 본 발명의 또 다른 실시형태를 도시한다. 이상에서 기술된 실시형태들과 유사하게, 오목부들은, 동축 케이블의 길이방향을 따라 유전층(110)의 내면(116)과 외면(118)에서 연장된 세장형 가장자리들(112) 사이에서 형성된다. 이러한 실시형태는, 동축 케이블의 원심 말단부로부터 중심 말단부까지 동축 케이블의 원심 말단부와 중심 말단부 사이의 세장형 내부 채널들(120)과 외부 채널들(122)을 제공한다.
본 명세서에 기술된 실시형태들에서, 내부 도체(50)와 외부 도체(52)는, 도체들 사이의 벽들이 동축 케이블의 길이를 따라 연장하는 공간(54)을 정의하는 실질적인 동축 관계로 구성된다. 이상에서 기술된 것처럼, 공간(54)은, 내부 도체와 외부 도체 사이의 도전성을 방해하고, 진공 또는 유전 매체의 삽입에 의해 영향을 받는 절연성을 가지도록 구성된다. 유전 매체와 관련하여, 공간(54)은, 내부 도체(50)와 외부 도체(52) 사이의 공간 사이에 배치된 고체 유전층을 포함할 수 있다. 선택적으로, 고체 유전층을 대신하여, 유전 유체 매체가 사용될 수 있다. 게다가, 간극들 및 오목부들이 이상에서 예시된 다양한 실시형태들처럼 제공되는 경우에, 하나 이상의 고체 유전층(들) 및 (공기와 같은) 유체가 공간(54) 내에 위치될 수 있다.
선택적으로, 하나 이상의 접근 개구들은, 공간(54)과 중공 내강(24) 사이의 연통을 제공하기 위해 동축 케이블의 원심 부분 및/또는 중심 부분에 형성될 수 있다. 도 5a 및 5b에 도시된 것처럼, 원심 부분의 접근 개구(78) 및 중심 부분의 접근 개구(88)는 내부 도체(50)와 내부 라이너(58)에 선택적으로 형성된다. 이러한 특징은 내부 케이블과 외부 케이블 사이의 공간에 접근할 수 있는 절제 장치에 향상된 다양한 용도를 제공한다. 이러한 특징은, 절제 수술을 도와주기 위해, 진공 또는 유전 유체를 삽입하고, 장치 및 기구를 위치시키며, 환자에게 약물, 함염물 및 살균수 등을 전달하는 것을 도와주는 추가적인 수단을 제공한다.
이상의 실시형태들에서, 동축 케이블 장치의 몸체의 외부 크기들은 의료 업계에서 공지된 것처럼 특정 의료 과정에 적합할 수 있다. 일 실시형태에서, 장치는 심장 조직을 절제하는 데에 사용된다. 그러나, 장치는, 몸체의 내부와 외부에 있는 다른 기관들에서 다른 유형들의 신체 조직을 절제하는 데에 사용될 수 있다. 동축 케이블 장치의 튜브 몸체는 혈관 환경에 대한 생체적합성을 가지는 폴리머 물질로 구성될 수 있다.
이상의 실시형태들 각각에서, 절제 장치 또는 RF 안테나는 생체 조직의 성질을 변화시킴으로써 선택된 생체 조직을 처리하기 위해 전자기 에너지를 수신하고 방사하기에 적합하다. 조직 절제에 사용하기 위한 무선주파수 에너지의 적절한 스펙트럼의 일 실시예는 300 ㎒를 넘는 범위의 마이크로웨이브 주파수이다. RF 안테나는 안테나(60)의 세로축에 실질적으로 수직인 방향으로 RF 안테나를 따라 실질적으로 균일하게 분배된 전자기장 에너지를 적용할 수 있다. 중심 말단부에 위치한 RF 소스 및 제어 유닛에 연결된 세장형 유연 동축 케이블 장치는 RF 안테나가 실장된 원심 말단부로 연장된다. 상술한 실시형태들 각각의 동축 케이블 장치는, 중심 말단부로부터 연장되고 유전 매체에 의해 분리된 동축인 내부 도체와 외부 도체를 가진다. 내부 도체의 내부의 중앙 내강은, 동축 케이블 장치의 길이를 연장하며, RF 안테나가 위치되는 동축 케이블 장치의 원심 말단부의 모양 또는 편향을 제어하기 위한 적절한 모양형성 또는 조종 매커니즘뿐만 아니라 ECG 전극들, 온도 센서들 등에 연결되는 도체 와이어들을 수용하는 데에 사용될 수 있다.
개시된 실시형태들의 상술한 설명은 당업자가 본 발명을 만들고 사용할 수 있게 제공된다. 이러한 실시형태들에 대한 다양한 변형례들이 당업자에게 명확할 것이고, 본 명세서에 기술된 원리들은 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 다른 실시형태들에 적용될 수 있다. 그러므로, 본 명세서에 표현된 상세한 설명 및 도면은 본 발명의 바람직한 실시형태를 표현하고, 본 발명에 의해 계획된 대상물을 표현한다. 본 발명의 범위는 당업자에게 명확한 다른 실시형태들을 포함하고, 첨부된 청구범위 이외의 다른 것에 의해 제한되지 않는다.

Claims (25)

  1. 중심 말단부 및 원심 말단부를 가지며, (i) 중공 내강을 가지는 세장형(細長型) 도전성 튜브 부재를 가지는 내부 도체, 및 (ii) 상기 내부 도체 중 적어도 일부분 위에서 동축으로 배치되고, 유전체가 삽입되는, 상기 내부 도체의 벽과 외부 도체의 벽 사이의 공간을 정의하는 세장형 도전성 튜브 부재를 가지는 외부 도체를 포함하는 중공 동축 전기 케이블; 및
    상기 중공 동축 전기 케이블에 전기적으로 연결되며, 생체 조직에 무선주파수 에너지를 전송하는 절제 부재를 포함하고,
    상기 내부 도체와 상기 외부 도체 사이의 공간은 진공 소스와 유체연통되어 있는 것을 특징으로 하는, 생체 조직의 절제를 위한 무선주파수 에너지 전송 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 무선 주파수는 300 MHz 이상의 마이크로웨이브 주파수를 포함하는 것을 특징으로 하는, 생체 조직의 절제를 위한 무선주파수 에너지 전송 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, RF 안테나는 상기 중공 동축 전기 케이블의 원심 말단부 주위에 감겨진 나선 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는, 생체 조직의 절제를 위한 무선주파수 에너지 전송 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 중공 내강의 원심 말단부는 개방되어 있는 것을 특징으로 하는, 생체 조직의 절제를 위한 무선주파수 에너지 전송 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 중공 내강의 원심 말단부는 폐쇄되어 있는 것을 특징으로 하는, 생체 조직의 절제를 위한 무선주파수 에너지 전송 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 도전성 튜브 부재들 중 적어도 하나는 도전성 와이어 메쉬(wire mesh)로 형성되는 것을 특징으로 하는, 생체 조직의 절제를 위한 무선주파수 에너지 전송 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 도전성 튜브 부재들 중 적어도 하나는 도전성 편복 물질(braided material)로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 생체 조직의 절제를 위한 무선주파수 에너지 전송 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 도전성 튜브 부재들 중 적어도 하나는 도전성 박막 물질로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 생체 조직의 절제를 위한 무선주파수 에너지 전송 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 내부 도체와 상기 외부 도체 사이의 공간은 진공으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는, 생체 조직의 절제를 위한 무선주파수 에너지 전송 장치.
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 내부 도체와 상기 외부 도체 사이의 공간은 상기 중공 내강과 유체연통되어 있는 것을 특징으로 하는, 생체 조직의 절제를 위한 무선주파수 에너지 전송 장치.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 내부 도체와 상기 외부 도체 사이에 배치된 유전 매체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 생체 조직의 절제를 위한 무선주파수 에너지 전송 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 유전 매체는 고체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 생체 조직의 절제를 위한 무선주파수 에너지 전송 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 유전 매체는 상기 내부 도체와 상기 외부 도체 사이에 선택적으로 배치된 유전층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 생체 조직의 절제를 위한 무선주파수 에너지 전송 장치.
  15. 삭제
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 유전 매체는 상기 유전층의 표면들 중 적어도 하나에 선택적으로 형성되는 오목부들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 생체 조직의 절제를 위한 무선주파수 에너지 전송 장치.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 오목부들은 상기 중공 동축 전기 케이블의 축과 평행하게 연장되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 생체 조직의 절제를 위한 무선주파수 에너지 전송 장치.
  18. 제 16 항에 있어서, 상기 오목부들은 상기 유전층의 양면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 생체 조직의 절제를 위한 무선주파수 에너지 전송 장치.
  19. 제 16 항에 있어서, 상기 오목부들은 십자 형태로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 생체 조직의 절제를 위한 무선주파수 에너지 전송 장치.
  20. 제 16 항에 있어서, 상기 유전 매체 상에 형성된 오목부들 중 적어도 하나는 상기 중공 내강과 유체연통되어 있는 것을 특징으로 하는, 생체 조직의 절제를 위한 무선주파수 에너지 전송 장치.
  21. 제 12 항에 있어서, 상기 유전 매체는, 상기 중공 동축 전기 케이블의 축을 중심으로 등각으로 배치되고 상기 중공 동축 전기 케이블의 축에 평행하게 배열된 하나 이상의 세장형 융기 부재들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 생체 조직의 절제를 위한 무선주파수 에너지 전송 장치.
  22. 제 21 항에 있어서, 적어도 하나의 세장형 융기 부재들은 상기 중공 동축 전기 케이블에 평행하게 연장된 통로를 포함하는 것을 특징으로 하는, 생체 조직의 절제를 위한 무선주파수 에너지 전송 장치.
  23. 제 1 항에 있어서, 상기 절제 부재는 모노폴 비드(monopole bead)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 생체 조직의 절제를 위한 무선주파수 에너지 전송 장치.
  24. 제 1 항에 있어서, 상기 절제 부재는 한쌍의 이격된 도전성 마이크로스트립들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 생체 조직의 절제를 위한 무선주파수 에너지 전송 장치.
  25. 생체 조직의 절제를 위해 무선주파수 에너지를 전송하기 위한, 중심 말단부 및 원심 말단부를 가지는 세장형 중공 동축 케이블을 포함하며,
    상기 세장형 중공 동축 케이블은,
    생체 조직의 절제를 위해 입력 RF 에너지를 수신하는 세장형 중공 동축 케이블의 원심 말단부에 배치된 무선주파수 안테나;
    상기 세장형 중공 동축 케이블을 상기 무선주파수 안테나를 위한 무선주파수 신호 생성기에 연결하며, 상기 세장형 중공 동축 케이블의 중심 말단부에 위치한 전기 커넥터;
    내부 튜브 부재가 상기 세장형 중공 동축 케이블의 중심 말단부로부터 원심 말단부로 연장되는 중공 축방향 연장 내강을 가지며, 상기 중심 말단부로부터 상기 RF 안테나로 상기 세장형 중공 동축 케이블을 통하여 연장되고, 상기 RF 안테나를 상기 전기 커넥터를 통하여 상기 RF 신호 생성기에 연결하며, 내부와 외부에서 동축으로 배열되고, 원주가 서로 이격된 도전성 튜브 부재들; 및
    상기 내부 도전성 튜브 부재와 상기 외부 도전성 튜브 부재 사이에 배치된 유전 매체를 포함하고,
    상기 유전 매체는 오목부들을 가진 고체 유전층을 포함하고, 상기 오목부들은 상기 고체 유전층의 표면들 중 적어도 하나에 선택적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 무선주파수 절제 장치.
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