KR102022761B1 - 신경 차단 시술을 위한 장치, 이를 제어하는 방법 및 비일시성의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체 - Google Patents

신경 차단 시술을 위한 장치, 이를 제어하는 방법 및 비일시성의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체 Download PDF

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KR102022761B1 KR1020170030248A KR20170030248A KR102022761B1 KR 102022761 B1 KR102022761 B1 KR 102022761B1 KR 1020170030248 A KR1020170030248 A KR 1020170030248A KR 20170030248 A KR20170030248 A KR 20170030248A KR 102022761 B1 KR102022761 B1 KR 102022761B1
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Abstract

본 발명은 신경 차단 시술을 위한 장치, 이를 제어하는 방법 및 비일시성의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 관한 것이다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 신경 차단 시술을 위한 장치로서, 시술 부위에 대하여 교류 전류를 인가하는 복수의 작용 전극 및 상기 복수의 작용 전극 중 적어도 하나의 작용 전극에 대하여 펄스 폭 변조(PWM) 신호를 발생시킴으로써 상기 복수의 작용 전극 중 적어도 하나의 작용 전극에 인가되는 교류 전류를 제어하는 복수의 구동부를 포함하는 전극부, 및 단일 데이터 라인을 통해 상기 전극부와 연결되고, 상기 전극부로부터 획득되는 상기 복수의 작용 전극 중 적어도 하나의 작용 전극의 온도 또는 임피던스에 관한 정보에 기초하여 상기 복수의 작용 전극 중 적어도 하나의 작용 전극에 인가되는 교류 전류를 조절하기 위한 제어 신호를 상기 전극부에게 전송하는 제어부를 포함하는 장치가 제공된다.

Description

신경 차단 시술을 위한 장치, 이를 제어하는 방법 및 비일시성의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체{APPARATUS FOR OPERATING NERVE BLOCK SURGERY AND METHOD AND NON-TRANSITORY COMPUTER-READABLE RECORDING MEDIUM FOR CONTROLLING THE SAME}
본 발명은 신경 차단 시술을 위한 장치, 이를 제어하는 방법 및 비일시성의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 관한 것이다.
신경 차단 시술(nerve block surgery)은 지각 신경이나 자율 신경 등 여러 신경에 대하여 자극이나 정보가 전달되지 않도록 신경 경로의 일부를 차단하는 시술로서, 저항성 고혈압(resistant hypertension), 부정맥(cardiac dysrhythmia) 등을 비롯한 여러 질병의 치료나 통증 완화 및 성형 시술에 널리 사용되고 있다.
신경 차단 시술 중 하나인 저항성 고혈압을 치료하기 위한 신경 차단 시술은, 신장(kidney) 동맥 주변의 교감 신경을 절제(ablation)하여 신경 전도(nerve conduction)가 비활성화되도록 함으로써, 신장 신경을 차단하는 방식으로 이루어진다. 즉, 신장 신경이 활성화되면 신장에 의한 레닌(renin) 호르몬의 생산이 증가되고, 이는 곧 혈압의 상승을 가져올 수 있기 때문에 이러한 신장 신경을 차단시켜 신경 전도가 이루어지지 않도록 함으로써, 고혈압을 치료하는 방식이다.
도 1은 종래의 신경 차단 시술 장치(100)를 개략적으로 나타내는 도면이다.
종래의 신경 차단 시술 장치(100)는, 신체(이를테면, 허벅지)에 삽입하여 혈관을 따라 원하는 체내 동맥(예를 들면, 신장 동맥)에 위치시킨 후 하나의 작용 전극(111)을 통해 시술 부위에 열을 인가하는 카데터(catheter, 110) 및 체외에서 카데터(110)를 제어하고 파워를 공급하는 컨트롤러(120)로 구성되었다. 즉, 신경 차단 시술 장치(100)는 컨트롤러(120)의 제어에 따라 카데터(110)의 작용 전극(111)을 통해 시술 부위에 열을 발생시킴으로써, 시술 부위 신경을 차단하는 기능을 수행하였다.
하지만, 위와 같은 종래 기술을 비롯하여 지금까지 소개된 기술에 의하면, 신경 차단 시술이 하나의 작용 전극, 즉 단전극을 통해 이루어지고 있는데, 이러한 단전극 방식은 시술 시간이 오래 걸려 환자의 부작용 발생 및 합병증 위험이 증가할 가능성이 높은데다, 적절한 시술 부위에 작용 전극을 오랜 시간 동안 유지시키는 것이 의사에게 요구되어 전문적인 기술이 있는 의사만이 이러한 시술을 수행할 수가 있었다. 또한, 복수의 작용 전극을 도입하려는 시도가 있었으나, 전류를 전극에 전달하는 라인 및 시술 부위의 온도를 센싱하는 라인(예를 들면, 열전대 라인)이 전극의 수에 비례하여 증가하게 되어 카데터의 직경 또한 증가하게 되므로 내부 직경이 크지 않은 혈관(특히, 신장 동맥)에서의 효율적인 시술이 어려운 한계가 있었다.
이에 본 발명자는, 시술 부위에 교류 전류를 인가하는 복수의 작용 전극이 단일 데이터 라인을 통해 연결되도록 하여 체내 삽입되는 직경을 감소시키고, 펄스 폭 변조(PWM; pulse width modulation) 방식을 통해 복수의 작용 전극을 효율적으로 제어하는 기술을 제안하는 바이다.
미국 특허공보 제8,150,520호 (2012.04.03) PCT 국제공개공보 WO 2012/058434 (2012.05.03)
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 모두 해결하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 시술 부위에 교류 전류를 인가하는 복수의 작용 전극을 이용하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 단일 데이터 라인을 통해 복수의 작용 전극을 제어하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 펄스 폭 변조 방식을 통해 효율적으로 복수의 작용 전극을 제어하는 것을 다른 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대표적인 구성은 다음과 같다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 신경 차단 시술을 위한 장치로서, 시술 부위에 대하여 교류 전류를 인가하는 복수의 작용 전극 및 상기 복수의 작용 전극 중 적어도 하나의 작용 전극에 대하여 펄스 폭 변조(PWM) 신호를 발생시킴으로써 상기 복수의 작용 전극 중 적어도 하나의 작용 전극에 인가되는 교류 전류를 제어하는 복수의 구동부를 포함하는 전극부, 및 단일 데이터 라인을 통해 상기 전극부와 연결되고, 상기 전극부로부터 획득되는 상기 복수의 작용 전극 중 적어도 하나의 작용 전극의 온도 또는 임피던스에 관한 정보에 기초하여 상기 복수의 작용 전극 중 적어도 하나의 작용 전극에 인가되는 교류 전류를 조절하기 위한 제어 신호를 상기 전극부에게 전송하는 제어부를 포함하는 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 일 태양에 따르면, 신경 차단 시술을 위한 장치를 제어하는 방법으로서, 시술 부위에 대하여 교류 전류를 인가하는 복수의 작용 전극 중 적어도 하나의 작용 전극의 온도 또는 임피던스에 관한 정보를 단일 데이터 라인을 통해 전극부로부터 획득하는 단계, 및 상기 획득되는 정보에 기초하여 상기 복수의 작용 전극 중 적어도 하나의 작용 전극에 인가되는 교류 전류를 조절하기 위한 제어 신호를 생성하고, 상기 생성되는 제어 신호를 상기 데이터 라인을 통해 상기 전극부에게 전송하는 단계를 포함하고, 상기 전극부가 상기 제어 신호에 기초하여 상기 복수의 작용 전극 중 적어도 하나의 작용 전극에 대하여 펄스 폭 변조(PWM) 신호를 발생시키도록 함으로써, 상기 복수의 작용 전극 중 적어도 하나의 작용 전극에 인가되는 교류 전류가 제어되도록 하는 방법이 제공된다.
이 외에도, 본 발명을 구현하기 위한 다른 방법 및 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록하는 비일시성의 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 더 제공된다.
본 발명에 의하면, 시술 부위에 교류 전류를 인가하는 복수의 작용 전극을 이용할 수 있게 된다.
본 발명에 의하면, 단일 데이터 라인을 통해 복수의 작용 전극을 제어할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 의하면, 펄스 폭 변조 방식을 통해 효율적으로 복수의 작용 전극을 제어할 수 있게 된다.
도 1은 종래의 신경 차단 시술 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 신경 차단 시술 장치의 내부 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 신경 차단 시술 장치의 회로도를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 신경 차단 시술 장치의 내부 통신 방식을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 신경 차단 시술 장치의 내부 통신 데이터를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 펄스 폭 변조 신호를 통해 작용 전극에 인가되는 교류 전류가 제어되는 과정을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 신경 차단 시술 장치의 펄스 폭 변조 신호가 생성되는 과정을 예시적으로 나타내는 도면이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이러한 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 명세서에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않으면서 일 실시예로부터 다른 실시예로 변경되어 구현될 수 있다. 또한, 각각의 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치도 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 행하여지는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 특허청구범위의 청구항들이 청구하는 범위 및 그와 균등한 모든 범위를 포괄하는 것으로 받아들여져야 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 구성요소를 나타낸다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 여러 바람직한 실시예에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
신경 차단 시술 장치의 구성
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 신경 차단 시술 장치(200)의 내부 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 신경 차단 시술 장치(200)는 전극부(210), 제어부(220) 및 통신부(230)를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 전극부(210), 제어부(220) 및 통신부(230)는 그 중 적어도 일부가 외부 장치 또는 시스템(미도시됨)과 통신하는 프로그램 모듈들일 수 있다. 이러한 프로그램 모듈들은 운영 시스템, 응용 프로그램 모듈 및 기타 프로그램 모듈의 형태로 신경 차단 시술 장치(200)에 포함될 수 있으며, 물리적으로는 여러 가지 공지의 기억 장치 상에 저장될 수 있다. 또한, 이러한 프로그램 모듈들은 신경 차단 시술 장치(200)와 통신 가능한 원격 기억 장치에 저장될 수도 있다. 한편, 이러한 프로그램 모듈들은 본 발명에 따라 후술할 특정 업무를 수행하거나 특정 추상 데이터 유형을 실행하는 루틴, 서브루틴, 프로그램, 오브젝트, 컴포넌트, 데이터 구조 등을 포괄하지만, 이에 제한되지는 않는다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극부(210)는, 시술 부위에 대하여 교류 전류를 인가하는 복수의 작용 전극과 복수의 작용 전극 중 적어도 하나의 작용 전극에 대하여 펄스 폭 변조(PWM; pulse width modulation) 신호를 발생시킴으로써 복수의 작용 전극 중 적어도 하나의 작용 전극에 인가되는 교류 전류를 제어하는 복수의 구동부(미도시됨)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 이러한 작용 전극은 카데터에서 활용되는 전극일 수 있으며, 고주파(HFC; High frequency current) 전류(예를 들면 350~500kHz의 교류 전류) 등의 교류 전류를 시술 부위에 전달하여, 그 시술 부위에서 발생되는 열을 통해 주변 조직 또는 신경을 절제하는 기능을 수행하는 전극일 수 있다. 이 경우, 본 발명의 일 실시예에 따라, 후술할 제어부(220)는, 인체 밖에서 변압기를 통해 인체 내 삽입된 전극부(210)에게 교류 전류를 제공할 수도 있다. 또한 본 발명의 일 실시예에 따라 인체 내 작은 면적의 작용 전극을 통해 교류 전류가 유입되면, 그 교류 전류가 체외에 부착된 패치 형태(예를 들면, 인체 내 작용 전극의 면적보다 넓은 면적의 패치)의 전극을 통해 빠져나오도록 함으로써, 작용 전극의 면적에 따라 전류 밀도 또는 에너지 집중도가 결정될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 복수의 작용 전극의 형태는, 직선형, 나선형 및 루프형 중 적어도 하나의 형태로 구현될 수도 있다. 한편, 작용 전극의 전극의 형태가 반드시 앞서 열거된 것에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서 방사형 등과 같은 다양한 전극의 형태로 얼마든지 변경될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 전극부(210)는 복수의 작용 전극 중 적어도 하나의 작용 전극의 온도 또는 임피던스에 관한 정보를 획득하기 위하여 센서(미도시됨)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따라, 온도를 측정하기 위한 센서로서, 열전대(thermocouple), 금속 온도 측정 저항체, 서미스터, IC 온도 센서, 자기 온도 센서, 서모 파일 및 초전형 온도 센서 중 적어도 하나가 이용될 수 있으며, 전극부(210)가 밴드갭 기준 회로(bandgap reference circuit) 내부의 온도 비례 전류(예를 들면, PTAT(proportional to absolute temperature), CTAT(complementary to absolute temperature))를 이용하여 온도를 측정할 수도 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 임피던스를 측정하기 위한 센서로서, 압전 센서, 자기 임피던스(MI) 센서 등이 이용될 수 있으며, 전극부(210)가 미리 정해진 전류를 인가하고 전압 변화의 절대값을 센싱함으로써 임피던스를 측정할 수도 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 전극부(210)는 후술할 제어부(220)로부터 전송되는 제어 신호에 기초하여 복수의 구동부를 통해 복수의 펄스 폭 변조 신호를 생성하고, 생성되는 복수의 펄스 폭 변조 신호를 이용하여 복수의 작용 전극에 인가되는 교류 전류를 제어할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극부(210)에 포함되는 복수의 구동부는 제어부(220)로부터 전송되는 제어 신호에 따라 복수의 작용 전극 각각에 대응되는 복수의 펄스 폭 변조 신호를 각각 생성할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 제어부(220)로부터 전송되는 제어 신호에는, 제어되는 작용 전극에 대한 식별 정보가 포함되어 있을 수 있으며, 이 경우, 제어 신호에 포함된 식별 정보에 대응되는 구동부가 펄스 폭 변조 신호를 생성함으로써, 복수의 작용 전극 중 해당 식별 정보에 대응되는 작용 전극에서 인가되는 교류 전류가 제어될 수 있게 된다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(220)는, 전술한 전극부(210)와 단일 데이터 라인을 통해 연결될 수 있으며, 전극부(210)로부터 획득되는 복수의 작용 전극 중 적어도 하나의 작용 전극의 온도 또는 임피던스에 관한 정보에 기초하여 복수의 작용 전극 중 적어도 하나의 작용 전극에 인가되는 교류 전류를 조절하기 위한 제어 신호를 생성하여 전극부(210)에게 전송하는 기능을 수행할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따라 제어부(220)는 전극부(210)로부터 획득되는 작용 전극의 온도 또는 임피던스에 관한 정보를 분석하여, 시술 부위의 온도가 소정 온도(예를 들면, 바람직하게는 65 내지 70도씨)로 유지되도록 하기 위하여 적어도 하나의 작용 전극에 인가되는 교류 전류를 조절하기 위한 제어 신호를 전극부(210)에게 전송할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따라, 제어부(220)는 전극부(210)와 단일 데이터 라인을 통해 연결되어 전극부(210)로부터 적어도 하나의 작용 전극의 온도 또는 임피던스에 관한 정보를 획득하고, 적어도 하나의 작용 전극에 인가되는 교류 전류를 조절하기 위한 제어 신호를 전극부(210)에게 전송하기 위하여, 시분할 통신 방식(TDMA; time division multiple access), 주파수 분할 통신 방식(FDMA; frequency division multiple access), 코드 분할 통신 방식(CDMA; code division multiple access) 및 직교 주파수 분할 통신 방식(OFDM; orthogonal frequency division multiplexing) 중 적어도 하나에 기초하여 서로 통신할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따라 제어부(220)는 인체 내 삽입되는 전극부(210)와 단일 데이터 라인을 통해 멀티플렉싱(multiplexing) 기반 통신을 함으로써 전극부(210)로부터 적어도 하나의 작용 전극의 온도 또는 임피던스에 관한 정보를 획득하고, 적어도 하나의 작용 전극에 인가되는 교류 전류를 조절하기 위한 제어 신호를 전극부(210)에게 전송할 수 있게 된다.
예를 들면, 본 발명의 일 실시예에 따라 제어부(220)가 전극부(210)와 시분할 통신 방식을 이용하여 서로 통신하는 경우, 제어부(220)는, 전극부(210)로부터 적어도 하나의 작용 전극의 온도 또는 임피던스에 관한 정보를 획득하는 시간 구간 및 적어도 하나의 작용 전극에 인가되는 교류 전류를 조절하기 위한 제어 신호를 전극부(210)에게 전송하는 시간 구간을 기설정된 순서 또는 패턴에 따라 순차적으로 배치할 수 있다. 만약 작용 전극이 2개라고 가정하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 제어부(220)는 단일 데이터 라인을 통해 (1) 먼저, 제어부(220)가 전극부(210)로부터 첫번째 작용 전극의 임피던스에 관한 정보를 획득하는 동작을 수행하고, (2) 그 다음에, 제어부(220)가 전극부(210)에게 첫번째 작용 전극에 인가되는 교류 전류를 제어하기 위한 제어 신호를 전송하는 동작을 수행하고, (3) 그 다음에, 제어부(220)가 전극부(210)로부터 두번째 작용 전극의 온도에 관한 정보를 획득하는 동작을 수행하고, (4) 그 다음에, 제어부(220)가 전극부(210)에게 두번째 작용 전극에 인가되는 교류 전류를 제어하기 위한 제어 신호를 전송하는 동작을 수행하고, (5) 그 다음에, 제어부(220)가 전극부(210)로부터 첫번째 작용 전극의 온도에 관한 정보를 획득하는 동작을 수행하고, (6) 그 다음에, 제어부(220)가 전극부(210)에게 첫번째 작용 전극에 인가되는 교류 전류를 제어하기 위한 제어 신호를 전송하는 동작을 수행하고, (7) 그 다음에, 제어부(220)가 전극부(210)로부터 두번째 작용 전극의 임피던스에 관한 정보를 획득하는 동작을 수행하고, (8) 그 다음에, 제어부(220)가 전극부(210)에게 두번째 작용 전극에 인가되는 교류 전류를 제어하기 위한 제어 신호를 전송하는 동작을 순차적으로 수행함으로써, 단일 데이터 라인만으로도 2개의 작용 전극의 온도 및 임피던스에 관한 정보를 획득하고 2개의 작용 전극에 인가하는 교류 전류를 제어하기 위한 제어 신호를 전송할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 제어부(220)와 전극부(210)가 시분할 방식을 이용하여 통신하는 경우, 제어부(220)는 시분할 통신 방식에 의해 시분할 되는 시간 구간의 길이, 제어부(220)가 전극부(210)로부터 작용 전극의 온도 또는 임피던스에 관한 정보를 획득하는 신호의 길이(또는 주기), 제어부(220)가 전극부(210)에게 작용 전극에 인가되는 교류 전류를 제어하기 위하여 전송하는 제어 신호의 길이(또는 주기) 또는 전극부(210)가 제어 신호에 기초하여 생성하는 펄스 폭 변조 신호의 길이(또는 주기)가 서로 연동되도록 제어할 수 있다.
예를 들면, 본 발명의 일 실시예에 따라, 제어부(220)는 시분할 통신 방식에 의해 시분할되는 시간 구간의 길이와, 제어부(220)가 전극부(210)로부터 작용 전극의 온도 또는 임피던스에 관한 정보를 획득하는 신호의 길이, 제어부(220)가 전극부(210)에게 작용 전극에 인가되는 교류 전류를 제어하기 위하여 전송하는 제어 신호의 길이 및 전극부(210)가 제어 신호에 기초하여 생성하는 펄스 폭 변조 신호의 길이가 서로 일치하도록 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 제어부(220)는 작용 전극의 온도 또는 임피던스에 관한 정보를 획득함에 있어서, 적어도 하나의 작용 전극의 온도에 관한 정보를 적어도 하나의 작용 전극의 임피던스에 관한 정보를 획득하는 주기보다 짧은(또는 빠른) 주기로 획득할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따라 제어부(220)는 소정 주기에 따라 각각의 작용 전극으로부터 온도 또는 임피던스에 관한 정보를 획득할 수 있으며, 한 주기 동안 작용 전극의 온도에 관한 정보를, 작용 전극의 임피던스에 관한 정보보다 많이 획득할 수 있다.
예를 들면, 본 발명의 일 실시예에 따라 제어부(220)가 제1 작용 전극 내지 제N 작용 전극 각각에 대하여 온도 또는 임피던스에 관한 정보를 획득하는 한 주기 동안(즉, N개의 정보를 획득하면), 제어부(220)는 작용 전극의 임피던스에 관한 정보는 1개만을 획득하고, 작용 전극의 온도에 관한 정보는 N-1개 획득할 수 있다. 즉, 임피던스의 변화가 온도의 변화보다 빠르지 않고, 임피던스에 관한 정보는 온도에 관한 정보에 비해 즉각적인 피드백 동작을 필요로 하지 않으므로, 온도에 관한 정보를 획득하는 빈도를 임피던스에 관한 정보를 획득하는 빈도보다 높게 설정할 수 있다.
본 발명에 따른 신경 차단 시술 장치(200)의 각 구성요소의 기능과 제어 방법에 관하여 이하의 설명을 통하여 좀 더 자세하게 알아보기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 통신부(230)는 전극부(210) 및 제어부(220)로부터의/로의 데이터 송수신이 가능하도록 하는 기능을 수행할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 신경 차단 시술 장치(200)의 회로도를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 신경 차단 시술 장치(200)의 내부 통신 방식을 예시적으로 나타내는 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 신경 차단 시술 장치(200)의 내부 통신 데이터를 예시적으로 나타내는 도면이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 펄스 폭 변조 신호를 통해 작용 전극에 인가되는 교류 전류가 제어되는 과정을 예시적으로 나타내는 도면이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 신경 차단 시술 장치(200)의 펄스 폭 변조 신호가 생성되는 과정을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 신경 차단 시술 장치(200)의 전극부(210)와 제어부(220)가 시분할 통신 방식을 통해 서로 통신하는 경우를 가정해볼 수 있다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따라, 전극부(210)는 시술 부위와 인접할 수 있는 복수의 작용 전극(211, 212, 213) 중 적어도 하나의 작용 전극의 온도 또는 임피던스에 관한 정보를 획득할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 제어부(220)는 전극부(210)로부터 적어도 하나의 작용 전극의 온도 또는 임피던스에 관한 정보를 획득하고, 획득된 정보를 참조하여 시술 부위의 온도를 소정의 온도로 조절하기 위하여, 적어도 하나의 작용 전극에 인가되는 교류 전류를 조절하기 위한 제어 신호를 전극부(210)에 전송할 수 있다.
이 경우, 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 제어부(220)는 시분할 통신 방식에 따라 순차적(예를 들면, CH1(211) DATAIN - CH1(211) DATAOUT - CH2(212) DATAIN - CH2(212) DATAOUT - CH3(213) DATAIN - CH3(213) DATAOUT)으로 작용 전극의 온도 또는 임피던스에 관한 정보를 획득(DATAIN)하고, 작용 전극에 인가되는 교류 전류를 조절하기 위한 제어 신호를 전극부(210)에게 전송(DATAOUT)할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 제어부(220)가 획득하는 작용 전극의 온도 또는 임피던스에 관한 정보 및 전송하는 제어 신호에는, 해당 작용 전극의 식별 정보(CH ID)가 포함될 수 있다.
그 다음에, 본 발명의 일 실시예에 따라, 전극부(210)는 제어 신호를 참조하여 복수의 작용 전극(211, 212, 213) 각각에 대응되는 펄스 폭 변조 신호를 생성하고, 펄스 폭 변조 신호를 이용하여 작용 전극에 인가되는 교류 전류를 조절할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라 신경 차단 시술 장치(200)가, 시분할 통신 방식에 기초하여 일정한 시간 간격을 두고 각 작용 전극에 대한 제어 신호를 전달하게 되면, 그 작용 전극의 개수가 늘어날수록 작용 전극의 교류 전류가 제어되는 순번이 느려지게 되므로, 각 작용 전극에 최대 파워로 교류 전류를 전달하더라도 시술 부위의 소정 온도(바람직하게는 65 내지 70도씨)를 유지 또는 도달할 수 없는 문제가 발생할 수 있기 때문에, 복수의 작용 전극에 최대 전류로 동시에 교류 전류가 전달되도록 하되, 펄스 폭 변조 방식을 통해 그 전달되는 시간을 제어(즉, 각 작용 전극의 펄스 폭을 조절)함으로써, 복수의 작용 전극을 독립적으로 또는 동시에 제어할 수 있는 효과를 달성할 수 있게 된다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 신경 차단 시술 장치(200)(즉, 전극부(210))는 작용 전극에 대한 펄스 폭 변조 신호를 작용 전극별로 독립적으로 생성하여 교류 전류가 해당 전극에게 인가되는 시간을 제어함으로써, 적어도 하나의 작용 전극에 인가되는 교류 전류가 다른 작용 전극과 동시에 독립적으로 제어될 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따라 신경 차단 시술 장치(200)는, 적어도 하나의 작용 전극에 인가되는 교류 전류가 제어되는 시간 구간과 전극부(210)가 다른 작용 전극의 임피던스에 관한 정보를 획득하는 시간 구간이 서로 겹치지 않고 배타적으로 수행되도록 할 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 신경 차단 시술 장치(200)(즉, 전극부(210))는, 작용 전극의 임피던스에 관한 정보가 획득되는 구간에서, 그 획득되는 임피던스에 관한 정보에 대응하는 해당 작용 전극에서만 인가되는 교류 전류의 제어가 이루어지도록 하고(즉, 해당 작용 전극에 대하여 펄스 폭 변조 신호를 발생시키고), 다른 작용 전극에 인가되는 교류 전류가 제어되지 않도록 할 수 있다(즉, 다른 작용 전극에 대하여는 펄스 폭 변조 신호를 발생시키지 않는다). 이를 통해, 신경 차단 시술 장치(200)는, 작용 전극의 임피던스에 관한 정보 획득 시 다른 작용 전극에서 생성되는 고주파 등에 따라 발생될 수 있는 임피던스 상호 간섭 현상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따라, 신경 차단 시술 장치(200)(즉, 전극부(210))는 펄스 폭 변조 신호를 생성함에 있어서, 적어도 하나의 작용 전극에 대한 펄스 폭 변조 신호와 다른 작용 전극에 대한 펄스 폭 변조 신호가 서로 좌우 반전되도록 생성할 수 있다.
예를 들어, 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 신경 차단 시술 장치(200)(즉, 전극부(210))가 제1 내지 제6 작용 전극 각각에 대응되는 펄스 폭 변조 신호(707, 708, 709, 710, 711, 712)를 생성하는 경우, 복수의 작용 전극 중 짝수 번째의 작용 전극에 대응되는 펄스 폭 변조 신호(708, 710, 712)를 홀수 번째 작용 전극에 대응되는 펄스 폭 변조 신호(707, 709, 711)에 대하여 좌우 반전된 상태로 생성할 수 있다. 대부분 펄스 폭 변조 신호는 그 도입부에 파워 또는 에너지가 집중되는 경향이 있으므로, 펄스 폭 변조 신호를 반전하지 않고 그대로 생성하는 경우(701, 702, 703, 704, 705, 706)에는 그 펄스 폭 변조 신호의 에너지가 도입부에 집중되게 된다(713). 본 발명의 일 실시예에 따라 짝수 번째 작용 전극에서 생성되는 펄스 폭 변조 신호가 좌우 반전되는 경우, 출력 파워가 도입부에서 급격히 증가되는 것을 방지하고, 슬루레이트(slew rate)에 따른 문제 및 전자기 간섭(EMI; electromagnetic interference) 발생 문제 등을 최소화시킬 수 있는 효과가 달성될 수 있다(714).
이상 설명된 본 발명에 따른 실시예는 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은, 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위하여 하나 이상의 소프트웨어 모듈로 변경될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항과 한정된 실시예 및 도면에 의하여 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위하여 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정과 변경을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 종래의 신경 차단 시술 장치
200: 본 발명에 따른 신경 차단 시술 장치
210: 전극부
220: 제어부
230: 통신부

Claims (17)

  1. 신경 차단 시술을 위한 장치로서,
    시술 부위에 대하여 교류 전류를 인가하는 복수의 작용 전극 및 상기 복수의 작용 전극에 인가되는 교류 전류를 제어하는 복수의 구동부를 포함하는 전극부, 및
    단일 데이터 라인을 통해 상기 전극부와 연결되고, 상기 전극부로부터 상기 복수의 작용 전극의 온도 또는 임피던스에 관한 정보를 상기 단일 데이터 라인을 통해 획득하며, 상기 온도 또는 임피던스에 관한 정보에 기초하여 상기 복수의 작용 전극에 인가되는 교류 전류를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하고, 상기 생성되는 제어 신호를 상기 단일 데이터 라인을 통해 상기 전극부에게 전송하는 제어부
    를 포함하고,
    상기 복수의 구동부는, 상기 제어 신호에 기초하여 상기 복수의 작용 전극 각각에 대응되는 펄스 폭 변조(PWM) 신호를 각 작용 전극별로 발생시킴으로써, 상기 복수의 작용 전극 각각에 인가되는 교류 전류를 독립적으로 제어하며,
    상기 전극부와 상기 제어부는, 시분할 통신 방식(TDMA; Time Division Multiple Access)에 기초하여 서로 통신하는
    장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 교류 전류는 고주파(HFC; High frequency current) 전류인
    장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 온도 또는 임피던스에 관한 정보 및 상기 제어 신호는 상기 복수의 작용 전극 각각의 식별 정보를 포함하고, 상기 복수의 구동부 각각은 상기 식별 정보에 대응되는 작용 전극에 인가되는 교류 전류를 제어하는
    장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 시분할 통신 방식에 의해 시분할되는 시간 구간의 길이와 상기 펄스 폭 변조 신호의 길이는 서로 연동되는
    장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 작용 전극 중 적어도 하나의 작용 전극에 인가되는 교류 전류가 제어되는 시간 구간과 상기 복수의 작용 전극 중 적어도 하나의 다른 작용 전극의 온도 또는 임피던스에 관한 정보가 획득되는 시간 구간은 서로 배타적으로 설정되는
    장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 작용 전극 중 적어도 하나의 작용 전극의 온도에 관한 정보를 획득하는 빈도는 상기 적어도 하나의 작용 전극의 온도 또는 임피던스에 관한 정보를 획득하는 빈도보다 높게 설정되는
    장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 작용 전극 중 적어도 하나의 작용 전극에 대한 펄스 폭 변조 신호와 상기 복수의 작용 전극 중 적어도 하나의 다른 작용 전극에 대한 펄스 폭 변조 신호는 서로 좌우 반전되어 생성되는
    장치.
  9. 신경 차단 시술을 위한 장치를 제어하는 방법으로서,
    상기 신경 차단 시술을 위한 장치는 시술 부위에 대하여 교류 전류를 인가하는 복수의 작용 전극을 포함하는 전극부 및 단일 데이터 라인을 통해 상기 전극부와 연결되는 제어부를 포함하고,
    상기 방법은,
    상기 제어부에 의해, 상기 전극부로부터 상기 복수의 작용 전극의 온도 또는 임피던스에 관한 정보를 상기 단일 데이터 라인을 통해 획득하는 단계,
    상기 제어부에 의해, 상기 온도 또는 임피던스에 관한 정보에 기초하여 상기 복수의 작용 전극에 인가되는 교류 전류를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하고, 상기 생성되는 제어 신호를 상기 단일 데이터 라인을 통해 상기 전극부에게 전송하는 단계, 및
    상기 전극부에 의해, 상기 제어 신호에 기초하여 상기 복수의 작용 전극 각각에 대응되는 펄스 폭 변조(PWM) 신호를 각 작용 전극별로 발생시킴으로써, 상기 복수의 작용 전극 각각에 인가되는 교류 전류를 독립적으로 제어하는 단계
    를 포함하고,
    상기 온도 또는 임피던스에 관한 정보 및 상기 제어 신호는 시분할 통신 방식에 기초하여 통신되는
    방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 교류 전류는 고주파(HFC; High frequency current) 전류인
    방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 온도 또는 임피던스에 관한 정보 및 상기 제어 신호는 상기 복수의 작용 전극 각각의 식별 정보를 포함하고, 상기 전극부는 상기 식별 정보에 대응되는 작용 전극에 인가되는 교류 전류를 제어하는
    방법.
  12. 삭제
  13. 제9항에 있어서,
    상기 시분할 통신 방식에 의해 시분할되는 시간 구간의 길이와 상기 펄스 폭 변조 신호의 길이는 서로 연동되는
    방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 작용 전극 중 적어도 하나의 작용 전극에 인가되는 교류 전류가 제어되는 시간 구간과 상기 복수의 작용 전극 중 적어도 하나의 다른 작용 전극의 온도 또는 임피던스에 관한 정보가 획득되는 시간 구간은 서로 배타적으로 설정되는
    방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 작용 전극 중 적어도 하나의 작용 전극의 온도에 관한 정보를 획득하는 빈도는 상기 적어도 하나의 작용 전극의 온도 또는 임피던스에 관한 정보를 획득하는 빈도보다 높게 설정되는
    방법.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 작용 전극 중 적어도 하나의 작용 전극에 대한 펄스 폭 변조 신호와 상기 복수의 작용 전극 중 적어도 하나의 다른 작용 전극에 대한 펄스 폭 변조 신호는 서로 좌우 반전되어 생성되는
    방법.
  17. 제9항 내지 제11항 및 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록하는 비일시성의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체.
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