KR102123083B1 - 유체 증강 절제 치료법에서 원격 온도 관찰 방법 및 장치 - Google Patents

유체 증강 절제 치료법에서 원격 온도 관찰 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유체 증강 절제 치료법 과정에서 치료 용적의 다양한 위치에서의 조직의 온도를 관찰하는 장치 및 방법들을 제공한다. 한 가지 구체예에 따르면, 길쭉한 본체, 하나 이상의 절제 부재, 및 하나 이상의 온도 센서를 포함하는 절제 장치가 제공된다. 상기 길쭉한 본체는 근위단, 원위단, 내부 루멘, 및 상기 길쭉한 본체를 둘러싸고 있는 조직에 유체를 전달하는 하나 이상의 배출 포트를 포함한다. 상기 하나 이상의 절제 부재는 이를 둘러싸고 있는 조직을 가열하도록 구성된다. 상기 하나 이상의 온도 센서는 상기 하나 이상의 절제 부재로부터 떨어진 거리에 위치하고 있으며, 상기 하나 이상의 절제 부재에 인접한 조직으로부터 떨어진 거리에 공간을 둔 조직의 측정 온도를 출력하여 측정된 온도가 조직이 치료적 수준으로 가열되었는지를 나타내는데 효과적일 수 있다.

Description

유체 증강 절제 치료법에서 원격 온도 관찰 방법 및 장치 {DEVICES AND METHODS FOR REMOTE TEMPERATURE MONITORING IN FLUID ENHANCED ABLATION THERAPY}
본 발명은 일반적으로 유체 증강 절제, 예컨대 SERFTM 절제술(Saline Enhanced 고주파TM 절제)에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 본 발명은 유체 증강 절제 과정에서 절제 부재에 대한 다양한 위치에서의 온도 관찰을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 출원은 2011년 4월 12일에 출원된 미국 가출원 제61/474,574호(발명의 명칭: "도관 절제의 개선")에 기초한 우선권을 주장한다. 또한, 본 출원은 미국 특허출원 제 호(발명의 명칭: "유체 증강 절제 장치와 함께 가스제거된 유체를 사용하기 위한 방법 및 장치"), 미국 특허출원 제 호(발명의 명칭: "유체 증강 절제 치료법에서 유체를 가열하는 방법 및 장치"), 미국 특허출원 제 호(발명의 명칭: "절제 치료를 제어하는 방법 및 장치", 및 미국 특허출원 제 호(발명의 명칭: "유체 증강 절제에 있어서 치료를 전개하는 장치 및 방법")에 각각 관련이 있으며, 이들 출원들은 본 출원과 동시에 출원되었다. 상기 각 출원들의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 본 출원에 원용된다.
생체 조직을 파괴하기 위한 열 에너지의 사용은 종양 파괴를 포함한 다양한 치료적 절차들에 이용될 수 있다. 열 에너지는 다양한 에너지 형태, 예컨대 고주파 전기 에너지, 마이크로파 또는 광파 전자기 에너지, 또는 초음파 진동 에너지를 사용하여 조직에 전해질 수 있다. 예를 들어, 고주파(radio frequency, RF) 절제는 치료하고자 하는 조직에 또는 그 내부로 하나 이상의 전극을 놓은 후 상기 조직내로 고주파수의 전류를 통과시킴으로써 이루어질 수 있다. 상기 전류는 밀접하게 배치된 방출 전극들 사이, 또는 방출 전극과 치료하고자 하는 조직으로부터 멀리 위치한 더 큰 공통 전극 사이에서 흐를 수 있다.
이러한 기술의 한 가지 단점은 최대 가열이 종종 치료적 도구와 조직 사이의 계면에서 또는 그 가까이에서 일어나는 점이다. RF 절제에 있어서, 예를 들어, 최대 가열은 방출 전극에 바로 인접한 조직에서 일어날 수 있다. 이는 조직의 전도도를 감소시키며, 일부 경우에는 조직 내부에서 물이 끊게 하거나, 수증기가 되게 할 수 있다. 이러한 과정이 계속됨에 따라, 조직의 임피던스가 증가하여 전류가 둘러싸고 있는 조직내로 유입되는 것을 막을 수 있다. 이와 같이, 통상적인 RF 기구들은 치료할 수 있는 조직의 용적에 있어서 한계가 있다.
유체 증강 절제 치료, 예컨대 SERF(Saline Enhanced Radio Frequency) 절제술 (식염수 증강 고주파 절제)은 통상적인 RF 절제 보다 더 많은 양의 조직을 치료할 수 있다. 이러한 SERF 절제술은 미국 특허 제6,328,735호에 개시되어 있으며, 상기 문헌의 모든 내용은 본원에 원용된다. 상기 SERF 절제술을 이용할 경우, 식염수가 니들을 통해 통과하면서 가열되고, 가열된 유체는 니들을 바로 둘러싸고 있는 조직으로 전달된다. 식염수는 니들 가까이에 발생된 열이 분포되는 것을 도움으로써 더 많은 용적의 조직이 치료적 용량의 에너지로 치료되게 한다. 이 치료법은 일반적으로 일단 목표 용적의 조직이 원하는 치료적 온도에 도달하거나, 그렇지 않으면 치료적 용량의 에너지를 수용하는 경우에 완료된다.
그러나, 특정 목표 용적의 조직이 원하는 치료적 용량의 에너지를 수용할 때 정밀하게 결정하는 것이 요구되고 있다. 예를 들어, 하는 경우 자기 공명 촬영법(magnetic resonance imaging, MRI)은 절제 치료법 과정에서 치료 구역의 전개 정도를 관찰하는데 사용되고 있지만, MRI는 종종 이러한 유형의 과정에서 엄청난 비용이 든다. 초음파 촬영법이 또한 사용되고 있지만, 이 방법은 치료 구역의 용적을 신뢰성 있게 또는 정확하게 나타내지 못한다.
아울러, 유체 증강 절제 치료법은 일반적으로 절제 장치를 둘러싸고 있는 조직중에서 구형 모양의 치료 구역을 형성하는 한편, 조직 유형들에서의 해부학적 특징 및 차이가 치료 구역의 불균일한 증식을 초래할 수 있다. 따라서, 일부 경우에 상기 치료법은 표적 용적의 조직중의 해부학적 특징들로부터 생기는 불균일한 전개 치료 구역(예를 들어, 치료 구역으로부터 열을 이동시키는 인근 혈관)에 대해서 수정하는 것이 바람직할 수 있다. 더욱이, 일부 상황에서는 비표준 모양을 갖는 치료 구역을 형성하는 것이 바람직할 수 있다. 그러나, 절제 장치를 둘러싸고 있는 조직중에서 온도의 정확한 측정 없이는 전개 치료법 치료 구역의 수정 또는 기타 모양 형성이 이루어질 수 없다.
따라서, 유체 증강 절제 치료법 과정에서 온도를 보다 정확하고 신뢰성 있게 관찰하기 위한 장치 및 기술들이 요구되고 있다.
본 발명은 유체 증강 절제 과정에서 절제 부재에 대한 다양한 위치에서의 온도 관찰을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 한 가지 일면에 따르면, 근위단, 원위단, 내부를 관통하여 뻗어 있는 내부 루멘, 및 조직 덩어리내로 유입될 때 둘러싸고 있는 조직에 상기 내부 루멘을 통해 흐르는 유체를 전달하기 위한 하나 이상의 배출 포트를 구비한 길쭉한 본체를 포함하는 절제 장치가 제공된다. 상기 장치는 추가로 상기 길쭉한 본체를 따라 상기 하나 이상의 배출 포트에 인접하여 배치되어 있으며, 상기 길쭉한 본체의 원위단이 조직 덩어리내로 유입될 때, 둘러싸고 있는 치료 구역내에서 조직을 가열하기 위한 하나 이상의 절제 부재를 포함한다. 또한, 상기 장치는 상기 길쭉한 본체에 결합되고 상기 하나 이상의 절제 부재로부터 떨어진 거리에 위치하고 있는 하나 이상의 온도 센서를 포함한다. 상기 하나 이상의 온도 센서는 상기 하나 이상의 절제 부재에 인접한 조직으로부터 떨어진 거리에 공간을 둔 조직의 측정 온도를 출력함으로써, 측정된 온도가 조직이 치료적 수준으로 가열되었는지를 나타내게 하는데 효과적이다.
본 발명의 절제 장치는 여러 가지 부가적 특징들 및 수정안들을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 하나 이상의 온도 센서는 상기 하나 이상의 절제 부재에 근위 지점에서 상기 길쭉한 본체 상에 위치할 수 있다. 대안적으로, 상기 하나 이상의 온도 센서가 상기 하나 이상의 절제 부재에 원위 지점에서 상기 길쭉한 본체 상에 위치할 수 있다. 다른 구체예들에서, 상기 하나 이상의 온도 센서는 서로 떨어져 있고 상기 길쭉한 본체를 따라 축상으로 위치하고 있는 복수의 온도 센서들을 포함할 수 있다. 여전히 다른 구체예들에서, 상기 하나 이상의 온도 센서는 상기 하나 이상의 절제 부재의 원위에 위치한 제1 온도 센서, 및 상기 하나 이상의 절제 부재의 근위에 위치한 제2 온도 센서를 포함할 수 있다.
일부 구체예들에서, 상기 길쭉한 본체는 길쭉한 본체로부터 바깥쪽으로 뻗어있는 복수의 가지부를 포함하고, 상기 하나 이상의 온도 센서가 복수의 온도 센서들을 포함할 수 있다. 상기 복수의 가지부 각각은 그 원위 팁에 위치한 상기 복수의 온도 센서들 중 하나를 구비할 수 있다. 다른 구체예들에서, 상기 복수의 가지부 각각은 그 길이를 따라 배치된 상기 복수의 온도 센서들 중 둘 이상을 구비할 수 있다. 여전히 다른 구체예들에서, 하나 이상의 온도 센서는 상기 길쭉한 본체의 외부 표면상에 위치할 수 있다. 대안적으로, 하나 이상의 온도 센서는 상기 내부 루멘에 위치하고 있으며 상기 길쭉한 본체의 외벽에 접촉할 수 있다. 여전히 다른 구체예들에서, 하나 이상의 온도 센서는 상기 길쭉한 본체에 형성된 함몰부에 위치할 수 있다. 일부 구체예들에서, 하나 이상의 온도 센서는 상기 길쭉한 본체로부터 단열될 수 있다. 다른 구체예들에서, 하나 이상의 온도 센서의 위치가 상기 길쭉한 본체의 길이를 따라 조정될 수 있다. 특정 구체예들에서, 하나 이상의 온도 센서는 열전쌍일 수 있다. 다른 구체예들에서, 온도 센서가 무선 온도 센서일 수 있다.
또 다른 일면에 따르면, 근위단 및 원위단과 내부를 관통하여 뻗어 있는 내부 루멘을 구비하고, 하나 이상의 배출 포트가 형성되어 있으며, 원위 부분의 길이를 따라 위치한 하나 이상의 절제 부재를 구비한 길쭉한 본체를 포함하는 식염수 증강 절제용 시스템이 제공된다. 상기 시스템은 또한 상기 길쭉한 본체의 내부 루멘과 소통되고 상기 내부 루멘을 통해 유체를 전달하여 유체가 상기 하나 이상의 배출 포트를 통해 흘러 상기 하나 이상의 절제 부재를 둘러싸고 있는 조직에 전달되게 하는 유체 공급원을 포함할 수 있다. 상기 시스템은 추가로 상기 길쭉한 본체에 결합되고 상기 하나 이상의 절제 부재로부터 떨어진 거리에 위치함으로써, 상기 하나 이상의 절제 부재에 인접한 조직으로부터 떨어진 거리에 공간을 둔 조직의 측정 온도를 측정하는데 효과적인 하나 이상의 온도 센서를 포함할 수 있다. 또한, 상기 시스템은 상기 절제 부재의 온도 및 상기 하나 이상의 온도 센서에 의해 측정된 온도를 입수하도록 구성된 제어 유닛을 포함할 수 있으며, 상기 하나 이상의 온도 센서에 의해 측정된 온도가 치료 구역 내의 조직이 치료적 수준으로 가열되었는 지를 나타낼 수 있다.
일부 구체예들에서는, 상기 제어 유닛이 상기 길쭉한 본체를 통해 흐르는 유체의 유량, 상기 절제 부재의 절제 에너지 수준, 및 상기 하나 이상의 온도 센서에 의해 측정된 온도에 대응하여 전달되는 유체의 온도 중 하나 이상을 조정하도록 구성될 수 있다.
또 다른 일면에 따르면, 조직 덩어리 내로 니들 본체를 삽입하는 단계를 포함하는 조직 절제 방법이 제공되며, 상기 니들 본체는 이에 배치된 절제 부재 및 이에 결합되어 있는 하나 이상의 온도 센서를 구비함으로써, 상기 절제 부재에 바로 인접한 조직으로부터 떨어져 있는 거리에서 상기 조직 덩어리의 온도를 측정하는데 효과적이다. 상기 방법은 또한 유체를 상기 니들 본체를 통해 상기 니들 본체를 둘러싸고 있는 조직 덩어리 내로 전달하고, 동시에 치료학적 에너지를 상기 니들 본체상의 절제 부재에 전달하여 상기 니들 본체를 둘러싸고 있는 상기 조직 덩어리를 가열하는 단계를 포함한다. 상기 하나 이상의 온도 센서는 상기 절제 부재에 바로 인접한 조직으로부터 떨어져 있는 거리에서 상기 조직 덩어리의 온도를 측정할 수 있다.
일부 구체예들에서, 상기 방법은 상기 니들 본체를 통해 흐르는 유체의 유량, 상기 절제 부재의 절제 에너지 수준, 및 전달되는 유체의 온도 중 하나 이상을 조정하는 단계를 포함할 수 있다. 다른 구체예들에서, 상기 절제 부재에 바로 인접한 조직으로부터 떨어져 있는 거리에 위치한 상기 조직은 원하는 치료 구역의 주변일 수 있다. 또 다른 구체예들에서, 상기 방법은 상기 하나 이상의 온도 센서에 의해 측정된 온도가 소정의 수준에 도달하는 경우 치료학적 에너지의 전달을 중단하는 것을 포함할 수 있다. 여전히 다른 구체예들에서, 상기 방법은 상기 하나 이상의 온도 센서로부터의 측정사항들을 기초로 하여 상기 조직 덩어리에 전달되는 치료학적 용량을 결정하고, 상기 조직 덩어리에 전달된 열 용량이 소정의 수준에 도달하는 경우 치료적 에너지의 전달을 중단하는 것을 포함할 수 있다.
또 다른 일면에 따르면, 조직 덩어리 내로 하나 이상의 배출 포트가 형성된 니들 본체를 삽입하는 단계를 포함하는 조직의 치료학적처리 방법이 제공된다. 상기 방법은 추가로 상기 하나 이상의 배출 포트를 통해 치료적 온도로 가열된 유체를 상기 조직 덩어리 내로 전달하여, 상기 니들 본체를 둘러싸고 있는 상기 조직 덩어리를 가열하는 단계, 및 상기 하나 이상의 배출 포트에 바로 인접한 조직으로부터 떨어져 있는 거리에서 상기 조직 덩어리의 온도를 측정하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 구체예들에서, 상기 조직 덩어리의 온도 측정 단계는 상기 니들 본체의 길이를 따라 배치된 온도 센서를 이용한 온도 검출을 포함할 수 있다.
앞서 기술된 본 발명의 여러 양태 및 구체예들은 본원에 첨부되는 다음의 도면과 하기의 상세한 설명으로부터 보다 완전하게 이해될 것이다.
도 1은 유체 증강 절제 시스템의 한 가지 구체예의 다이어그램이고;
도 2는 유체 증강 절제에 사용하기 위한 길쭉한 본체를 구비한 의료 장치의 한 가지 구체예의 사시도이고;
도 3은 다양한 형태의 절제에 대한 모의 가열 프로파일을 나타낸 그래프이고;
도 4는 시간에 따른 치료 구역의 확장을 보여주는 길쭉한 본체의 원위 부분의 측면도이고;
도 5는 유체 증강 절제 과정에서 가열 프로파일의 변화를 그래프로 나타낸 것이고;
도 6은 절제 부재로부터 멀리 위치한 온도 센서를 구비한 길쭉한 본체의 원위 부분의 측면도이고;
도 7은 절제 부재로부터 멀리 위치한 복수의 온도 센서들을 구비한 길쭉한 본체의 원위 부분의 측면도이고;
도 8은 측벽에 내장된 열전쌍을 구비한 길쭉한 본체의 한 가지 구체예의 확대 사시도이고;
도 9a는 흐르는 유체로부터 열전쌍을 격리시키도록 구성된 격리 튜브의 한 가지 구체예의 단면도이고;
도 9b는 격리 튜브가 배치되어 있는 길쭉한 본체의 한 가지 구체예의 단면도이고;
도 10은 탄성 가지들이 뻗어 있고, 상기 탄성 가지들의 단부에 배치된 열전쌍을 구비한 길쭉한 본체의 한 가지 구체예의 사시도이며;
도 11은 탄성 가지들이 뻗어 있고, 상기 탄성 가지들의 단부에 배치된 열전쌍을 구비한 길쭉한 본체의 대안적인 구체예의 사시도이며;
도 12는 복수의 절제 부재 및 온도 센서를 구비한 길쭉한 본체의 한 가지 구체예의 측면도이고;
도 13은 도 12의 길쭉한 본체를 사용하여 달성할 수 있는 역학 가열 프로파일을 그래프로 나타낸 것이며;
도 14는 도 12의 길쭉한 본체가 주어진 온도에서 각각 개별적으로 유체를 수용할 수 있는 부분들로 분리된 것을 보여주는, 상기 길쭉한 본체의 반투명 사시도이다.
이하에서는 특정의 예시적 구체예들이 본원에 기술된 장치 및 방법들의 원리에 대한 전반적인 이해를 제공하기 위해 기술될 것이다. 이들 구체예들의 하나 이상의 예가 첨부된 도면에 예시되어 있다. 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자들은 본원에 구체적으로 기술되어 첨부된 도면에 예시된 장치들 및 방법들은 비제한적인 예시적 구체예들이며, 본 발명의 범위는 청구범위에 의해서만 한정된다. 한 가지 예시적 구체예와 관련하여 예시되거나 기술되는 특징들은 다른 구체예들의 특징들과 결부될 수 있다. 이러한 수정 및 변형은 본 발명의 범위내에 포함되는 것이다.
본원에 사용된 단수 표현들("a" 및 "an")은 교체 사용이 가능하며, "하나 이상의"와 균등한 의미를 갖는다. 본원에 사용된 용어들인 "포함하는", "구비하는", "비롯한" 및 "함유하는" 은 다르게 명시되지 않는 한, 개방형 용어들(즉, "포함하나, 이에 제한되지 않는"의 의미)로서 해석된다. 본원에서 임의의 수치나 범위에 대해서 사용된 용어인 "약" 및 "대략"은 구성요소들의 조성, 부분 또는 집합이 본원에 기술된 바와 같이 그의 의도된 목적을 위해 작용케 하는 적합한 치수적 허용 오차를 나타내는 것이다. 이들 용어들은 일반적으로 중심 값에서 ±10% 편차를 나타낸다. 본원에 기술된 결합하고자 하는 성분들은 직접 결합되거나, 하나 이상의 중간 성분을 통해 간접적으로 결합될 수 있다. 본원에서 임의의 수치 범위의 기재는 다르게 명시되지 않는 한, 단지 상기 범위에 속하는 각각의 별도의 값을 개별적으로 나타내는 약칭 방법에 속하며, 각각의 별도 값은 개별적으로 기재된 것처럼 본 명세서에 원용된다. 본원에 기술된 모든 방법들은 다르게 명시되거나 그렇지 않으면 맥락상에 명확하게 부정되지 않는 한, 임의의 적합한 순서로 수행될 수 있다. 추가로, 개시된 장치, 시스템 및 방법의 설명에서 사용된 선형 또는 원형 크기의 정도에 있어서, 상기 크기는 상기 장치, 시스템 및 방법과 관련하여 사용될 수 있는 모양들의 종류를 제한하려고 하는 것은 아니다. 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기 선형 및 원형 크기에 대한 균등 사항이 임의의 기하학적 모양에 대해서든 용이하게 결정될 수 있음을 인식할 것이다.
본원에 제시된 모든 실시예, 또는 예시적 언어(예를 들어, "예컨대")는 단지 본 발명을 보다 잘 설명하기 위해 사용되는 것이며, 다르게 요청되지 않는 한, 본 발명의 범위를 제한하려는 것이 아니다. 본 명세서에서 본 발명의 실시에 필수적인 임의의 비청구 요소를 나타내는 것으로 해석되어야 하는 언어는 없다. 추가로, 본원에서 용어 "식염수"가 임의의 구체예와 관련하여 사용되는 정도에 있어서, 명백하게 명시되지 않는 한, 그러한 구체예는 또 다른 유체를 반대하는 식의 "식염수" 사용에만 제한되지 않는다. 다른 유체가 유사한 방식으로 전형적으로 사용될 수 있다.
유체 증강 절제 시스템
본 발명은 일반적으로 유체 증강 절제 장치에 사용되는 가열 부재에 관한 것이다. 앞서 기재한 바와 같이, 유체 증강 절제는 유제를 조직내로 통과시키는 동안 절제 부재로부터 치료적 에너지를 전달하는 것으로 정의된다. 조직내로 치료적 에너지의 전달은 조직내에서 이상 고열을 유발하여 궁극적으로 괴사를 일으킨다. 이러한 온도-유도된 선택적 조직 파괴는 종양, 유섬유종, 심부정맥 (예를 들어, 심실빈맥 등) 등을 비롯한 다양한 증상들을 치료하는데 유용할 수 있다.
유체 증강 절제, 예컨대 미국 특허 제6,328,735호에 개시되어 있고 본원에 원용되는 SERFTM 절제술(식염수 증강 고주파TM 절제)은 조직내로 절제 에너지와 함께 치료적 온도로 가열된 유체를 전달한다. 치료 조직의 세포외 공간을 통과하는 유체 흐름은 상기 조직을 통한 열 전달을 20배 이상으로 증가시킬 수 있기 때문에 가열된 유체의 전달은 절제 치료를 향상시킨다. 그러므로, 가열된 유체의 흐름은 열 에너지를 절제 에너지 공급원으로부터 목표 조직으로 대류 순환시킨다. 또한, 유체가 치료적 온도로 가열된다는 점은 조직내로 전달될 수 있는 에너지의 양을 증가시킨다. 최종적으로, 상기 유체는 또한 조직을 일정하게 수화시키는 작용을 하여 임의의 탄화 및 관련된 임피던스 상승을 방지할 수 있으며, 이러한 점은 이하에서 보다 상세하게 기술될 것이다.
도 1은 한 가지 구체예에 따른 유체 증강 절제 시스템(100)의 다이어그램을 예시한 것이다. 상기 시스템은 목표 용적의 조직내로 삽입하도록 구성된 길쭉한 본체(102)를 포함한다. 상기 길쭉한 본체는 상기 목표 조직의 기하학 구조에 따라서 다양한 형태 및 크기를 가질 수 있다. 추가로, 길쭉한 본체의 특정 크기는 치료하고자 하는 조직의 종류 및 위치 등을 포함하는 다양한 요인에 따라 달라질 수 있다. 그 예로서, 한 가지 구체예에서, 상기 길쭉한 본체는 약 16 내지 약 18 게이지 (약 1.27 mm 내지 약 1.65 mm의 외부 직경)이고 대략 25cm의 길이 L (예를 들어, 도 2에 도시됨)을 갖는 박막(thin-walled) 스테인레스 스틸 니들일 수 있다. 길쭉한 본체(102)는 조직에 구멍을 뚫어 장치가 목표 용적의 조직내로 도입되는 것을 용이하게 하도록 구성된 뾰쪽한 원위 팁(104)을 포함할 수 있으나, 다른 구체예에서는, 상기 팁이 뭉툭하여 다양한 다른 구성을 취할 수 있다. 길쭉한 본체(102)는 전도성 물질로 형성됨으로써 이의 길이를 따라 이의 근위 부분에 위치한 하나 이상의 절제 부재들에 전기 에너지를 전도할 수 있다. 방출 전극(105)은 길쭉한 본체로부터 RF 에너지를 전달할 수 있는 절제 부재의 한 가지 예이다.
일부 구체예들에서는, 방출 전극(105)가 길쭉한 본체(102)의 일부분일 수 있다. 예를 들어, 길쭉한 본체(102)는 방출 전극(105)를 나타내는 부분을 제외하고 전체 길이를 따라 절연성 물질로 코팅될 수 있다. 더욱 상세하게, 한 가지 구체예에서, 길쭉한 본체(102)는 1.5ml의 불소 중합체 크실란(XylanTM) 8840으로 코팅될 수 있다. 전극(105)은 다양한 길이 및 형태를 가질 수 있다. 한 가지 구체예에서, 전극(105)은 둘러싸고 있는 조직에 노출된, 단면이 4mm인 관형 길쭉한 본체일 수 있다. 추가로, 전극(105)는 길쭉한 본체(105)의 길이를 따라 어느 곳에나 위치할 있다(또한, 하나 보다 많은 전극이 길쭉한 본체의 길이를 따라 배치될 수 있다). 한 가지 구체예에서, 전극은 원위 팁(104)에 인접하여 위치될 수 있다. 다른 구체예들에서, 길쭉한 본체는 절연성 물질로 형성될 수 있고, 전극은 길쭉한 본체 주위 또는 길쭉한 본체의 부분들 사이에 배치될 수 있다.
다른 구체예들에서, 전극은 전류를 전도하기에 적합한 다양한 다른 물질들로 형성될 수 있다. 임의의 금속 또는 금속염이 사용될 수 있다. 스테인레스 스틸 외에도, 가능한 금속으로는 백금, 금 또는 은이 포함되고, 금속 염으로는 은/염화은이 포함된다. 한 가지 구체예에서, 전극은 은/염화은으로 형성될 수 있다. 금속 전극들이 둘러싸고 있는 조직 및/또는 액체의 전압 전위와 다른 전압 전위를 나타내는 것은 공지되어 있다. 이러한 전압 차이를 통해 전류를 통과시키는 경우 전극/조직 계면에서 에너지 소실이 일어나, 전극 근처에서 조직의 과도한 가열을 악화시킬 수 있다. 은/염화은과 같은 금속염을 사용했을 때의 한 가지 장점은 상기 금속염이 높은 교환 전류 밀도를 갖는 점이다. 그 결과, 많은 양의 전류가 단지 작은 전압 강하에 의해서도 그러한 전극을 통해 조직내로 통과됨으로써, 그러한 계면에서의 에너지 소실을 최소할 수 있다. 이와 같이, 은/염화은과 같은 금속염으로 형성된 전극은 조직 계면에서 과도한 에너지 발생을 감소시킴으로써 전극 주위에 액체 흐름이 없는 경우 조차도 더욱 바람직한 치료적 온도 프로파일을 생성할 수 있다.
전극(105) 또는 기타 절제 부재는 유체를 길쭉한 본체(102)를 관통해 뻗어 있는 내부 루멘(106)으로부터 둘러싸고 있는 조직내로 전달하도록(화살표(109)로 도시한 바와 같음) 구성된 하나 이상의 배출 포트(108)을 포함할 수 있다. 대안적으로, 전극(105)는 길쭉한 본체(102)에 형성된 하나 이상의 배출 포트(108) 근처에 위치될 수 있다. 많은 구체예들에서, 전극을 하나 이상의 배출 포트 주위에 위치시켜 치료에 대한 흐르는 유체의 효과를 극대화하는 것이 바람직할 수 있다. 배출 포트(108)는 다양한 크기, 수 및 패턴 구성으로 형성될 수 있다. 또한, 배출 포트(108)는 길쭉한 본체(102)에 대해 다양한 방향으로 유체를 유도하도록 구성될 수 있다. 이들은 도 1에서 화살표(109)로 도시된 바와 같이, 길쭉한 본체 주위에서 원형 또는 방사상 액체 흐름을 전개하는 다양한 배향을 비롯하여, 정상적인 배향(즉, 길쭉한 본체 표면에 수직) 뿐만 아니라, 길쭉한 본체(102)의 길이 축을 따라 근위 또는 원위로 유도되는 배향을 포함할 수 있다. 아울러, 일부 구체예들에서는, 길쭉한 본체(102)가 배출 포트로서 작용하는 개방 원위단을 구비하여 형성될 수 있다. 그 예로서, 한 가지 구체예에서, 직경이 약 0.4mm이고, 균등한 거리로 배치된 24개의 배출 포트(108)는 방전 가공기(electrical discharge machining, EDM)을 이용하여 전극(105)의 둘레 주위에 형성될 수 있다. 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 부가의 제조 방법들이 상기 배출 포트(108)를 형성하는데 이용될 수 있음을 인지할 것이다. 또한, 일부 구체예들에서, 배출 포트는 전극 자체에 배치되기 보다는, 전극에 인접한 길쭉한 본체의 일부분을 따라 배치될 수 있다.
배출 포트(108)와 소통되는 내부 루멘(106)은 또한 유체가 조직내로 유입되기 바로 직전에 내부 루멘(106)을 통과함에 따라 유체를 가열하도록 구성된 가열 어셈블리(110)를 구비할 수 있다. 본 발명의 장치 및 방법에서 사용하기에 적합한 가열 어셈블리(110)의 다양한 구체예들에 대한 상세한 사항들은 본원과 동시에 출원되고 모든 내용이 본원에 원용되는 관련 미국 특허출원 제 호(발명의 명칭: "유체 증강 절제 치료법에서 유체를 가열하는 방법 및 장치")에 기술되어 있다.
전극(105) 또는 다른 절제 부재의 원위에 위치한 길쭉한 본체 부분은 내부 루멘(106)이 전극(105)의 원위단에서 끝날 수 있도록 고체형이거나 채워질 수 있다. 한 가지 구체예에서, 전극의 원위에 있는 길쭉한 본체 부분의 내부 용적은 적소에서 에폭시드에 의해 고정되거나 끼워맞춤쇠에 의해 유지될 수 있는 플라스틱 플러그로 채워질 수 있다. 다른 구체예들에서, 전극의 원위에 있는 길쭉한 본체 부분은 고체 금속으로 형성되어, 용접, 스웨이징, 또는 당해 분야에 공지된 기타 다른 기술에 의해 길쭉한 본체의 근위 부분에 부착될 수 있다.
유체는 유체 저장부(112)로부터 내부 루멘(106) 및 가열 어셈블리(110)에 공급될 수 있다. 유체 저장부(112)는 유체 도관(114)을 통해 내부 루멘(106)에 연결될 수 있다. 유체 도관(114)은 예를 들어, 가요성 플라스틱 배관 한 가닥일 수 있다. 또한, 유체 도관(114)은 단단한 튜브이거나 단단한 배관과 가요성 배관의 조합일 수 있다.
유체는 펌프(116)에 의해 유체 저장부(112)로부터 내부 루멘(106)에 밀어넣어질 수 있다. 펌프(116)는 전진 플런저(도시되지 않음)를 이용해 고정된 용적의 흐름을 생상하는 주사형 펌프일 수 있다. 그러한 펌프의 예로는, 콜-팔머 코포레이션(일리노이주 시카고 소재)에서 시판하고 있는 모델 74900 이 있다. 다른 유형의 펌프로서, 예컨대 횡경막 펌프가 또한 사용될 수 있다.
펌프(116)는 파워 공급원 및 제어기(118)에 의해 제어될 수 있다. 파워 공급원 및 제어기(118)는 펌프(116)로 전기 제어 신호들을 전달하여 펌프로 하여금 원하는 유체 유량을 생성케 할 수 있다. 파워 공급원 및 제어기(118)은 전기 연결부(120)를 통해 펌프(116)에 연결될 수 있다. 파워 공급원 및 제어기(118)는 또한 연결부(122)를 통해 길쭉한 본체(102)에, 또는 연결부(126)을 통해 집전 전극(124)에 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 파워 공급원 및 제어기(118)는 유사한 전기 연결부를 통해 가열 어셈블리(110)에 연결될 수 있다.
집전 전극(124)은 다양한 형태일 수 있다. 예를 들어, 집전 전극(124)은 환자의 신체 밖에 위치한 거대 전극일 수 있다. 다른 구체예들에서, 집전 전극(124)은 길쭉한 본체(102)를 따라 다른 곳에 위치한 리턴 전극이거나, 치료 부위 가까이에서 환자의 신체내로 유입되는 제2의 길쭉한 본체상에 위치할 수 있다.
작동에 있어서, 파워 공급원 및 제어기(118)는 목표 조직내로 원하는 유량의 유체 전달, 원하는 치료적 온도로의 유체 가열, 및 하나 이상의 절제 부재, 예컨대 전극(105)을 통한 치료적 절제 에너지의 전달을 유도할 수 있다. 이를 위해서, 파워 공급원 및 제어기(118)는 그 자체가 필요한 전기적 제어 및 치료적 에너지 신호들을 발생, 조절 및 전달하기 위한 다양한 성분들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 파워 공급원 및 제어기(118)는 주어진 진폭 및 주파수로 하나 이상의 RF 신호들을 형성하기 위한 하나 이상의 주파수 발생기를 포함할 수 있다. 이들 신호들은 하나 이상의 RF 증폭기들에 의해 비교적 고전압 및 고암페어의 신호들, 예를 들어 50 볼트 및 1 amp의 신호들로 증폭될 수 있다. 이러한 RF 신호들은 하나 이상의 전기 연결부(122) 및 길쭉한 본체(102)를 통해 절제 부재로 전달되어 RF 에너지가 환자의 신체상에서 멀리 떨어져 위치할 수 있는 집전 전극(124) 및 방출 전극(105) 사이로 통과하게 할 수 있다. 길쭉한 본체가 비전도성 물질로 형성된 구체예들에서, 하나 이상의 전기 연결부(122)는 길쭉한 본체의 내부 루멘을 관통하거나 또는 이의 외부 표면을 따라 뻗어 있어 방출 전극(105)으로 전류를 전달할 수 있다. 절제 부재 및 집전 전극(124) 사이로 RF 에너지가 통과함으로써 조직의 고유 전기적 저항력으로 인해 길쭉한 본체(102)를 둘러싸고 있는 조직을 가열할 수 있다. 파워 공급원 및 제어기(118)는 또한 하나 이상의 RF 신호들의 일부를 예를 들어, 파워 모니터에 공급하여 RF 신호 파워를 원하는 치료 수준으로 조정하게 할 수 있는 방향성 결합기를 포함할 수 있다.
도 1에 예시된 길쭉한 본체(102)는 다양한 방식으로 환자의 신체내로 삽입되도록 구성될 수 있다. 도 2는 한 가지 구체예에 따른 의료 장치(200)를 예시한 것으로, 상기 장치는 그의 원위단에 결합되고, 조직의 목표 영역내로 복강경 또는 직접 삽입을 위한 길쭉한 본체(202)를 구비한다. 또한, 길쭉한 본체(202)에 추가하여, 장치(200)는 조작자가 장치를 다룰 수 있게 하는 핸들(204)을 포함할 수 있다. 핸들(204)은 하나 이상의 전기 연결부(206)를 포함할 수 있는데, 상기 전기 연결부는 길쭉한 본체의 여러 가지 구성들(예를 들어, 가열 어셈블리 및 절제 부재(205))를 예를 들어, 앞서 기술된 파워 공급원 및 제어기(118)에 연결한다. 핸들(204)은 또한 유체 공급원을 장치(200)에 연결하기 위한 하나 이상의 유체 도관(208)을 포함할 수 있다.
장치(200)이 유체 증강 절제에서 사용하기에 적합할 수 있는 의료 장치의 한 가지 예시적 구체예일지라도, 수많은 다른 장치들 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 매우 작은 길쭉한 본체는 심부정맥, 예컨대 심실빈맥을 치료하는데 요구될 수 있다. 이러한 경우, 적당한 크기의 길쭉한 본체가 예를 들어, 혈액순환 시스템을 통해 심장내로 삽입되도록 구성된 카테테르의 원위단에 배치될 수 있다. 한 가지 구체예에서, 약 20 내지 약 25 게이지 (즉, 약 0.5mm 내지 약 0.9mm의 외부 직경) 크기의 스테인레스 스틸 니들 본체가 카테테르의 원위단에 배치될 수 있다. 상기 카테테르의 크기는 다양할 수 있지만, 일부 구체예들에서는, 그 길이가 약 120cm이고 직경이 약 8 프렌지(French) ("French"는 카테테르의 크기를 나타내기 위해 카테테르 산업부분에서 사용된 측정 단위이며, 이는 mm로 나타낸 카테테르 직경 수치의 3배에 해당된다).
유체 증강 절제를 이용한 치료학적 치료
절제는 일반적으로 고온 또는 저온을 적용하여 조직의 선택적 괴사 및/또는 제거를 유발하는 것을 수반한다. 절제에 의해 수행된 조직의 열적 파괴에 있어서 시간-온도의 관계가 공지되어 있다. 조직에 비가역적 열 손상을 일으키는 한계 온도는 일반적으로 약 41℃(섭씨 온도)가 되어야 하는 것으로 인정되고 있다. 또한, 치료 온도가 추가로 41℃ 보다 높게 증가함에 따라 특정 수준의 세포 괴사를 달성하는데 필요한 시간이 감소하는 것으로 공지되어 있다. 정확한 시간/온도 관계는 세포 유형에 따라 달라지지만, 원하는 열 용량(dose) 수준을 결정하는데 사용될 수 있는 많은 세포 유형에 대해 일반적인 관계가 있는 것으로 생각된다. 이러한 관계는 보통 하기 식(1)로 표현되는 바와 같이, 43℃에서의 등가 시간으로서 나타낸다.
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(1)
상기 식에서, T는 조직 온도이고, R은 0 내지 5의 범위내에서 치료적 효율을 나타내는 단위없는 지표(보편적으로, 43℃ 보다 높거나 같은 온도에 대해서는 2, 41℃ 미만의 온도에 대해서는 0, 41℃와 43℃ 사이의 온도에 대해서는 4)로서, 이에 대한 사항은 문헌[Sapareto S.A. and W.C. Dewey, Int . J. Rad . Onc. Biol . Phys. 10(6):787-800 (1984)]에 기술되어 있다. 상기 식 및 변수 세트는 열 용량을 컴퓨팅하기 위한 여러가지 공지의 방법들 중 한 가지 예를 단지 나타내는 것이며, 어떠한 방법론이든 본 발명의 방법 및 장치와 함께 사용될 수 있다. 상기 식(1)을 사용할 경우, teq .43℃ = 20분 내지 1시간인 범위에서의 열 용량은 조직을 치사시키는데 요구되는 용량이 조직의 유형에 의존하는 몇 가지 사상이 있을지라도, 일반적으로 치료로서 인정된다. 이와 같이, 치료적 온도는 41℃를 초과하는 어느 온도를 가리킬 수 있지만, 전달된 용량, 및 궁극적으로 치료적 효과는 온도의 시간 히스토리(즉, 조직이 이전에 견뎠던 가열의 양), 가열되는 조직의 유형 및 식(1)에 의해 결정된다. 예를 들어, 문헌[Nath, S. and Haines, D. E., Prog . Card . Dis . 37(4):185-205 (1995) (Nath et al .)]에서는 치료목적으로서 1분 동안의 50℃의 온도를 제시하고 있으며, 이는 R=2인 경우 128분인 43℃에서의 등가 시간이다. 또한, 최대 효율을 위해, 열 용량이 균일하게 전달되도록 치료적 온도는 치료받는 조직 전체에 대해서 균일해야 한다.
도 3은 전극(105)와 같은 절제 부재로부터의 거리에 대한 함수로서 얻어지는 모의 온도 프로파일을 보여줌으로써 여러 가지 절제술의 실행 프로파일을 예시한 것이다. 제1 프로파일(302)은 유체 증강의 이용 없이 RF 절제의 실행을 예시한 것이다. 도면에 도시된 바와 같이, 조직의 온도는 전극으로부터의 거리가 멀어짐에 따라 급격히 떨어진다. 이는 절제 부재로부터의 10mm 내에서는 조직의 온도가 여전히 대략 체온(37℃)으로, 앞서 기술된 50℃의 치료적 온도 보다 훨씬 낮음을 의미하는 것이다. 더욱이, 절제 부재에 매우 가까워지는 경우 온도는 매우 높아지며, 이는 조직이 더욱 빠르게 건조 또는 말라 붙고 탄화될 것임을 의미한다. 일단 이러한 상황이 발생하게 되면, 조직의 임피던스는 현저하게 상승함으로써, 에너지는 절제 부재로부터 더 멀리 떨어진 조직을 통과하기 어렵게 된다.
제2 조직 온도 프로파일(304)은 미국 특허 제5,431,649호에 개시된 것과 유사한 제2의 종래 시스템과 관련이 있다. 이러한 제2 시스템에서, 전극은 조직내로 삽입되어 400 kHz RF 전류 흐름 (약 525 mA)을 전달함으로써 조직을 가열한다. 체온(37℃) 식염수 용액은 동시에 10 ml/분의 유량으로 조직내로 주입된다. 생성된 조직 온도 프로파일(304)은 프로파일(302) 보다 균일하지만, 얻게 된 최대 온도는 어느 곳에서나 대략 50℃ 이다. 이와 같이, 온도 프로파일(304)은 조직의 단지 작은 부분에서의 1분 동안의 치료법에 있어서 구체화되어, 일반적으로 인정된 조직 손상 온도 한계를 초과한다. 앞서 기술된 바와 같이, 이러한 작은 온도 증가는 치료적으로 의미있는 임의의 결과를 달성하는데 상당한 치료 시간을 필요로 한다.
제3의 조직 온도 프로파일(306)은 본 발명에 제시된 내용을 이용하여 달성된 것이다. 예시된 구체예에서, 은/염화은으로부터 형성된 전극은 조직내에 삽입되어 480 kHz RF 전류 흐름(525 mA)을 전달함으로써 조직을 가열한다. 50℃로 가열된 식염수 용액은 동시에 10 ml/분의 유량으로 조직내로 주입된다. 생성된 조직 온도 프로파일(306)은 균일하며, 전극으로부터 15mm 떨어진 거리에서 치료적 한계인 50℃ 보다 상당히 높게 나오고 있다. 더욱이, 온도가 용적내에서 균일하기 때문에, 전달된 열 용량 또한 용적내에서 균일하다.
도 3에 보여진 균일한 온도 프로파일은 절제 에너지의 적용 동안에 목표 조직내로 가열된 유체의 도입에 의해 달성될 수 있다. 유체는 조직내 더 깊숙히 열을 대류순환시킴으로써, 프로파일(302)에 도시된 바와 같이, 절제 부재 근처에서 일어나는 조직에서의 탄화 및 임피던스 변화를 감소시킨다. 추가로, 유체는 치료적 수준으로 가열되기 때문에, 프로파일(304)에 도시된 바와 같이, 둘러싸고 있는 조직의 온도의 하락을 유도하는 열 싱크로서 작용하지 않아야 한다. 그러므로, 조직내에 RF 에너지의 적용 및 가열된 식염수의 살포의 동시 발생은 전극에 인접한 조직의 건조 및/또는 증발이 일어나지 않게 하고, 유효한 조직 임피던스를 유지하며, RF 에너지로 가열된 조직 내부에서 열 전달을 증가시킨다. 이로써, 치료적 온도, 예를 들어 41℃를 초과하는 온도로 가열될 수 있는 조직의 전체 용적이 증가된다. 예를 들어, 직경이 대략 8cm인 용적(즉, 대략 156cm3의 구형 용적)의 조직은 본원에 기술된 유체 증강 절제술을 이용하여 5분 내에 치료될 수 있다. 대조적으로, 통상적인 RF는 단지 직경이 대략 3cm인 용적(즉, 대략 14cm3의 구형 용적)을 동일한 5분의 기간내에 치료할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유체 증강 절제 장치는 치료되는 조직에 따른 치료 프로파일의 형태를 조정하여 변할 수 있는 다수의 변수들을 보유할 수 있다. 예를 들어, SERF 절제술을 이용하는 경우, 작동 또는 제어 시스템은 식염수 온도(예를 들어, 약 40 내지 약 80℃), 식염수 유량(예를 들어, 약 0 ml/분 내지 20 ml/분), RF 파워(예를 들어, 약 0 W 내지 약 100 W), 및 치료 기간(예를 들어, 약 0분 내지 약 10분)와 같은 변수들을 수정하여 온도 프로파일(306)을 조정할 수 있다. 또한, 상이한 전극 구성들 또한 치료를 변화시키는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 예시된 방출 전극(105)이 단극(mono-polar) 전류 흐름에 적합한 연속적인 원통형 밴드로서 구성될지라도, 상기 전극은 또한 연속적인 표면 영역을 형성하는 다른 기하학적 구조, 예컨대 구형 또는 나선형으로도 형성될 수 있거나, 상기 전극은 또한 복수의 별개 부분들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 전극들은 이극(bipolar) 조작을 위해 구성될 수 있으며, 이때 하나의 전극(또는 전극의 일부분)은 양극으로 작용하고, 또 다른 전극(또는 이의 부분)은 음극으로서 작용한다.
SERF 절제술에서 사용하기 위한 바람직한 유체는 일반적인 살균 식염수 용액(염-함유 용액으로서 정의됨)이다. 그러나, 링거 용액 또는 농축 식염수 용액을 비롯한 다른 액체들도 사용될 수 있다. 유체는 목표 조직에 적용되었을 때 원하는 치료적 및 물리적 성질을 제공하도록 선택될 수 있으며, 조직을 감염으로부터 보호하기 위해서 살균 유체가 추천된다.
치료 구역 전개 및 관찰
유체 증강 절제 치료법에서, 절제 에너지는 일반적으로 절제 부재, 예컨대 방출 전극(105)으로부터 거의 구형인 패턴으로 확장된다. 이는 즉, 거의 구형의 모양을 갖는 절제 치료법 치료 구역, 용적 또는 영역(즉, 앞서 언급한 바와 같이, 일정 시간 동안에 치료적 온도에 도달함으로써 절제 에너지의 치료적 용량을 수용하는 영역)을 형성하는 것이다. 구형 치료 구역의 직경은 치료 시간이 연장됨에 따라 증가할 수 있다.
이러한 거동의 한 가지 구체예가 도 4에 예시되어 있다. 해당 도면은 원위 팁(404) 및 방출 전극(405)을 구비한 길쭉한 본체(402)를 포함하는 절제 장치(400)의 한 가지 구체예를 도시한 것이다. 복수의 배출 포트(408)는 방출 전극(405)의 외부 표면을 따라 위치할 수 있으며, 길쭉한 본체(402)를 둘러싸고 있는 조직에 유체를 전달하도록 구성될 수 있다. 가열된 유체가 배출 포트(408)로부터 전달되고 절제 에너지가 방출 전극(405)을 통해 조직에 전달됨에 따라, 치료 구역은 T1으로 표지되고 점선으로 정의되는 제1 시간에 전개된다. 2차원 원으로서 나타나 있을지라도, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 표시된 치료 구역이 거의 구형인 모양임을 인지할 것이다. 치료 시간이 증가하여, 제1 시간 보다 긴 제2 시간인 T2로 표지된 점선에 도달할 때까지 치료 구역의 직경은 커진다. 유사하게, 제2 시간 보다 긴 제2 시간에서, 치료 구역은 T3로 표지된 점선에 도달할 수 있다.
시간에 따른 치료 구역의 증대는 다양한 요인에 의해 영향받을 수 있다. 이들 요인으로는 치료되는 조직과 관련된 요인들(예를 들어, 특징들, 조직 유형, 이미 견디고 있는 가열량 등) 뿐만 아니라, 치료법에서의 작동 변수들과 관련된 요인들(예를 들어, 전달되는 유체의 온도, 전달되는 유체의 유량, 전달되는 절제 에너지의 수준 등)이 포함된다. 앞서 언급한 바와 같이, 유체 증강 절제는 통상적인 절제 치료법 기술보다 수많은 조정가능한 작동 변수들이 관여되며, 이들 모두는 치료 구역의 전개에 영향을 미칠 수 있다.
도 5는 유체 증강 절제 시스템의 다양한 작동 변수들을 조정함으로써 달성될 수 있는 치료 프로파일의 몇 가지 예를 예시한 것이다. 예를 들어, 일정 용적의 조직이 일정 시간 동안에 치료적 온도 T0에서 유체 증강 절제로 치료되어야 하는 경우, 초기 작동 변수들은 초기 치료 프로파일(502)을 생성할 수 있다. 해당 도면에 도시된 바와 같이, 치료 프로파일(502)는 절제 부재로부터 떨어진 거리에 위치한 조직을 치료적 온도 보다 높게 하지 않는다. 시스템을 조정하기 위해, 조작자 또는 제어 시스템은 예를 들어, 조직에 적용되는 절제 에너지의 수준을 증가시킬 수 있다. 이로부터 제2의 치료 프로파일(504)이 생성된다. 제2 치료 프로파일(504)는 조직내로 더 멀리 치료적 열을 전달하고, 또한 상당히 더 많은 열을 절제 부재에 보다 가까이에 위치한 조직내로 전달한다. 이러한 부가의 열은 바람직하지 않을 수 있으며 조직의 탄화를 초래할 수 있다. 이에 대한 대응으로, 조작자 또는 제어 시스템은 시스템의 작동 변수들을 추가로 조정할 수 있는데, 예를 들어, 절제 부재에 또는 이에 바로 인접하여 있는 조직내로 유입되는 치료적으로 가열된 식염수의 유량을 증가시킬 수 있다. 이렇게 함으로써 치료 프로파일(504)에서 볼 수 있는 온도 스파이크를 제거하는 효과를 얻어, 치료 프로파일(506)을 생성할 수 있다. 이러한 치료 프로파일은 절제 부재로부터 가장 먼 거리에 있어서 조직이 치료적 온도에 도달하게 하며, 절제 부재 가까이에서의 바람직하지 않은 온도 스파이크를 피하게 한다.
종종 치료 용적의 모든 부분들이 동일한 치료적 용량의 절제 에너지를 수용하는 치료 용적 내에서 가능한한 가장 균일한 치료 프로파일을 생성하는 것이 바람직하다. 도 5에서, 그러한 치료 프로파일은 치료 구역의 깊이에 따라 수평선으로 도시될 수 있다. 유체 증강 절제는 보다 효율적으로 열 에너지를 조직에 분포시키고 작동 변수들 또는 해부학적 특징 및 특성들로 인한 변화를 제공하는 치료 프로파일의 형성에 있어서 보다 유동성을 제공하기 때문에 다른 절제 기술보다는 훨씬 근접하게 이러한 이상적 시나리오에 가깝다.
그러나, 유체 증강 절제 작동 변수들을 효과적으로 조정하기 위해서는, 목표하는 치료 용적 전체에 걸친 다양한 위치에서 조직의 온도와 관련된 피드백을 모으는 것이 바람직할 수 있다. 상기에서 본원에 원용된 것으로 기술된 미국 특허 제6,328,735호에는, 유체 증강 절제에서 사용하기 위한 길쭉한 본체가 절제 부재(즉, 방출 전극)에 바로 인접하여 위치한 단일 온도 센서를 구비하는 것으로 개시되어 있다. 그러나, 이러한 센서의 위치는 절제 부재로부터 떨어져 있는, 즉 원격 거리 상의 위치에서의 조직 온도를 나타내지 않는다.
따라서, 유체 증강 절제 시스템은 절제 부재로부터 떨어진 다양한 위치에서 도입되는 하나 이상의 온도 센서들을 포함하여 조직내로 전달되는 열 에너지의 전파를 보다 정확하게 평가함으로써, 일반적인 절제 치료법에 비해 치료적 용량의 더욱 정확한 계산 및 제어를 가능케 할 수 있다.
부가의 온도 센서를 구비한 유체 증강 절제 장치의 한 가지 구체예가 도 6에 예시되어 있다. 도시된 바와 같이, 장치(600)는 내부 루멘(도시되지 않음)이 통과하여 뻗어 있는 길쭉한 본체(602)을 포함한다. 길쭉한 본체(602)는 조직내로의 유입을 용이하게 하기 위한 뾰쪽한 원위 팁(604)을 구비할 수 있으며, 앞서 기술한 바와 같이 다른 모양도 사용가능하다. 길쭉한 본체(602)는 또한 길쭉한 본체(602)를 통해 뻗어 있는 내부 루멘과 유체 소통이 이루어지는 하나 이상의 배출 포트(608)가 내부에 형성되어 있는 절제 부재(605)를 포함한다.
사용시에, 길쭉한 본체(602)는 병변(610) 또는 기타 목표하는 용적의 조직내로 삽입되고 절제 부재(605)가 실질적으로 병변(610)의 중심에 있도록 위치될 수 있다. 그리고 나서, 절제 에너지 및 가열된 유체가 둘러싸고 있는 조직 내로 동시에 전달되어 치료를 시작할 수 있다(그러나, 일부 구체예들에서는, 가열된 유체만이 단독으로 전달되어 원하는 치료적 결과를 얻을 수 있다). 점선 T1, T2, T3은 시간 T1, T2, T3 (여기서, T3가 T2 보다 길고, T2가 T1 보다 김)에서 치료적 용량의 절제 에너지를 수용하는 병변 부분을 나타낸다.
길쭉한 본체(602)는 또한 길쭉한 본체의 길이를 따라 위치하고 주위 조직의 온도를 측정하기 위한 2개의 온도 센서들을 포함한다. 제1 온도 센서(612)는 근위 또는 원 방향으로 절제 부재(605)에 바로 인접하여 위치할 수 있다. 대조적으로, 제2 온도 센서(614)는 길쭉한 본체(602)의 길이를 따라 절제 부재(605)로부터 떨어진 거리에 위치할 수 있다. 이와 같이, 제2 온도 센서(614)는 절제 부재(605) 및 절제 부재에 바로 인접한 조직으로부터 떨어진 거리에 위치한 주위 조직의 온도를 측정하도록 구성될 수 있다. 일부 구체예들에서는, 제2 온도 센서가 원하는 치료 구역(예를 들어, 병변(610))의 에지부 및 절제 부재 사이의 위치에 배치되도록 제2 온도 센서(614)의 위치가 선택될 수 있다. 그러나, 다른 구체예들에서는, 제2 온도 센서(614)가 원하는 치료 구역의 에지부 및 절제 부재 사이의 위치에 배치될 수 있다. 특정 구체예들에서, 제2 온도 센서(614)는 제2 온도 센서로부터의 온도 측정이 제1 온도 센서(612)의 측정과 구별됨을 유지하도록 절제 부재(605)로부터 약 5mm 이상의 거리에 위치할 수 있다.
더욱이, 제2 온도 센서(614)는 절제 부재의 근위 또는 원위에 배치될 수 있다. 그러나, 일부 구체예들에서, 제2 온도 센서(614)를 절제 부재(605)의 근위에 위치시키는 것이 바람직할 수 있으며, 이 경우에는 길쭉한 본체(602)를 조직내로 더 얇게 삽입하는 것이 필요하다. 예를 들어, 제2 온도 센서(614)가 절제 부재(605)의 원위에 있으며, 절제 부재(605)가 병변(610)의 중심에 중심에 위치하 고 제2 온도 센서(614)는 해당 도면상에 예시된 지점으로부터 반대쪽 병변의 주변 근처에 위치하도록 길쭉한 본체(602)는 예를 들어, 병변(610) 내로 도 6에 도시된 구성보다 깊은 깊이로 삽입되어야 한다.
앞서 언급한 바와 같이, 일부 구체예에서 제2 온도 센서(614)는 도 6에 도시된 바와 같이, 목표하는 치료 용적의 주변 가까이에 있도록 위치될 수 있다. 이러한 구성은 제2 온도 센서(614)가 치료가 종결될 수 있음을 나타낼 수 있기 때문에 유리하다. 즉, 목표하는 치료 용적의 주변에 위치한 온도 센서가 치료적 용량의 에너지가 주변에 전달되었던 것(예를 들어, 한계 온도가 주어진 시간 동안에 도달한 것)을 나타내는 경우, 조작자 및 제어 시스템은 절제 치료를 종결할 수 있다. 다른 구체예들에서, 제2 온도 센서(614)에 의해 측정된 온도는 제1 온도 센서(612)에 의해 측정된 온도와 비교하여 치료 용적이 치료적 용량의 절제 에너지를 수용했는지 결정할 수 있다.
목표하는 치료 용적, 예컨대 병변(610)의 주변에 제2 온도 센서(614)의 배치는 다양한 방식으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 목표하는 치료 용적은 절제 치료에 앞서, 초음파, 자기 공명 촬영(magnetic resonance imaging, MRI) 등을 이용해 촬영될 수 있다. 촬영 후, 조작자는 대략 목표하는 용적 또는 병변(610) 직경의 절반에 해당하는, 제1 및 제2 온도 센서(612, 614) 사이의 거리를 둔 적당한 크기의 길쭉한 본체를 선택할 수 있다. 대안적으로, 및 하기에서 상세하게 설명되는 바와 같이, 제2 온도 센서(614)는 길쭉한 본체(602)의 길이를 따라 슬라이딩하거나 그렇지 않으면 조정되도록 구성될 수 있다. 그러한 구체예에서, 제2 온도 센서(614)의 위치는 의학적 촬영 또는 기타 측정 기술을 통한, 목표하는 치료 용적의 크기의 결정에 따라 조정될 수 있다.
다른 구체예들에서, 복수의 부가 온도 센서들이 길쭉한 본체의 길이를 따라 배치되어 길쭉한 본체를 둘러싸고 있는 조직의 가열과 관련된 상세하고 정확한 피드백을 제공할 수 있다. 이는 예를 들어, 제1 온도 센서(612)의 근위에서 제2 온도 센서(614)까지 뻗어 있는 라인에 복수의 온도 센서들을 배치함으로써 수행될 수 있다. 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 부가 온도 센서들이 절제 부재(605)로부터의 열 에너지의 전파를 보다 정확하게 추적할 수 있는 부가의 작동 지점들을 제공할 수 있음을 인지할 것이다.
절제 부재로부터의 근위 및 떨어진 위치에서 길쭉한 본체를 따라 하나 이상의 부가 온도 센서들을 배치하는 것과 관련하여 상기 기술된 개념들은 또한 원위 방향으로도 적용될 수 있다. 도 7은 절제 부재로부터의 근위 및 원위 모두에 배치된 원격 위치의 온도 센서들을 구비한 유체 증강 절제 장치의 한 가지 구체예를 예시하는 것이다. 앞서 기술된 장치와 유사하게, 장치(700)는 근위단 및 원위 팁(704)을 구비한 길쭉한 본체(702) 뿐만 아니라, 길쭉한 본체(702)의 내부 루멘으로부터 둘러싸고 있는 조직으로 유체를 통과시킬 수 있는 하나 이상의 배출 포트들(708)이 형성되어 있는 절제 부재(705)(예를 들어, 방출 전극)를 포함할 수 있다.
또한, 길쭉한 본체는 절제 부재(705)의 근위에 위치한 제1, 제2, 및 제3 온도 센서(710, 711, 712)를 포함하는 복수의 온도 센서들을 포함할 수 있다. 상기 제1 온도 센서(710)은 절제 부재(705)로부터 떨어진 제1 거리에 위치할 수 있다. 상기 제2 온도 센서(711) 상기 제1 거리보다 긴, 절제 부재(705)로부터 떨어진 제2 거리에 위치할 수 있다. 유사하게, 상기 제3 온도 센서(712)는 상기 제2 거리보다 긴, 절제 부재(705)로부터 떨어진 제3 거리에 위치할 수 있다.
대칭적인 배열에서, 길쭉한 본체는 또한 온도 센서(710, 711, 712)와 유사한 공간 배열로 절제 부재(705)의 원위에 위치한 제1, 제2, 및 제3의 원위 온도 센서(713, 714, 715)를 포함할 수 있다. 최종 결과는 절제 부재의 양쪽 측면상의 다양한 위치에서 길쭉한 본체의 길이 축을 따라 온도를 측정하여 길쭉한 본체를 둘러싸고 있는 조직의 온도를 정확하게 보여줄 수 있는 유체 증강 절제 장치이다.
해당 도면에 도시된 바와 같이, 복수의 온도 센서들은 예를 들어, 길쭉한 본체의 길이 축을 따라 뻗어 있는 단일 라인에 위치할 수 있다. 그러나, 다른 구체예들에서 상기 온도 센서들은 길쭉한 본체의 둘레 주위의 다양한 위치에 배치됨으로써 코르크 스크류 또는 나선형 패턴을 형성할 수 있다. 아울러, 길쭉한 본체는 도 7에 도시된 센서들과 유사한 부가 라인의 온도 센서들을 포함할 수 있으며, 각각의 센서는 길쭉한 본체 둘레 주위의 서로 다른 위치에 배치될 수 있다. 이들 부가 온도 센서들은 길쭉한 본체(702)를 둘러싸고 있는 조직의 온도에 대한 세부사항들을 제공할 수 있다.
사용시에, 도 7에 예시된 장치는 절제 부재(705)가 대략 치료 용적(예를 들어, 병변(709))의 중심에 위치하도록 용적에 배치될 수 있다. 제1, 제2, 및 ㅈ제3의 근위 온도 센서(710, 711, 712)는 제1, 제2, 및 제3의 원위 온도 센서(713, 714, 715)에 대해 대칭적으로 배치될 수 있다. 앞서 기술된 구체예들과 유사하게, 길쭉한 본체(702)의 크기 및 온도 센서들의 공간은 절제 치료 이전에 앞서 언급된 의학적 촬영 기술 또는 그렇지 않으면 당해 분야에 공지된 촬영 기술 중 어느 하나를 이용하여 촬영될 수 있는 병변(709)의 크기에 따라 선택될 수 있다.
길쭉한 본체(702)가 병변(709)에 배치된 후, 절제 부재(705)로부터 식염수를 단독으로 또는 절제 에너지와 함께 전달함으로써 치료를 시작할 수 있다. 제어 시스템 또는 조작자는 복수의 온도 센서들로부터 치료상의 치료 용적의 범위를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제1 시간 T1에서, 조작자 또는 제어 시스템은 제1의 근위 및 원위 온도 센서(710, 713)로부터 치료적 온도를 검출할 수 있지만, 임의의 다른 온도 센서들로부터는 검출할 수 없다. 이는 점선 T1에 의해 도시된 용적이 치료적 용량의 절제 에너지를 수용했음을 나타낼 수 있다. 유사하게, T1 보다 긴 시간 T2에서, 제2의 근위 및 원위 온도 센서(711, 714)는 치료 영역이 점선 T2로 확장됨에 따라 치료적 온도를 검출할 수 있다. 마지막으로, 제2 시간인 T2 보다 긴 시간 제3의 시간인 T3에서, 제3의 근위 및 원위 온도 센서(712, 715)는 치료적 온도를 검출함으로써, 점선 T3으로 표시된 영역이 치료적 용량의 절제 에너지를 수용했음을 나타낼 수 있다. 이전의 구체예들의 경우과 같이, 제3의 근위 및 원위 온도 센서(712, 715)의 위치는 이들 센서들이 원하는 치료 용적, 예컨데 해당 도면상에 도시된 병변(709)의 주변상에 위치하도록 선택될 수 있다. 이 과정은 예를 들어, 초음파, MRI, 또는 촬영 기술들을 사용하여 수행될 수 있다. 또한, 예시된 근위 온도 센서들(710, 711, 712) 또는 원위 센서들(713, 714, 715) 중 어느 것이나 임의 순서 및 임의 시간이 온도를 검출할 수 있다. 임의의 특정 센서가 치료과정 내내 임의 시간에서 임의의 다른 온도 센서 보다도 동일한 시간 또는 상이한 시간에서 온도를 측정할 수 있다.
다른 구체예들에서, 장치(700)는 가장 근위 및 가장 원위의 온도 센서(예를 들어, 센서 712, 715)가 원하는 치료 용적(예를 들어, 병변(709))의 외부에 위치하는 한편, 내부 온도 센서(예를 들어, 센서 711, 714) 세트가 치료 용적의 에지부에 위치하고, 하나 이상의 부가 온도 센서(예를 들어, 센서 710, 713)가 치료 용적 내에 있도록 구성될 수 있다. 이러한 구성에서, 치료 용적의 에지부에 위치한 온도 센서들은 치료가 완결된 것을 나타낼 수 있는 한편, 내부 온도 센서들로부터 치료 용적 내의 온도 균일성을 관찰할 수 있고, 치료 용적의 외부에 위치된 온도 센서로부터는 인접한 조직이 치료적 용량의 열을 수용하지 않았음을 확인할 수 있다.
앞서 기술된 장치들은 광범위한 병변들을 치료하기에 적합한 다양한 크기로 형성될 수 있다. 단지 예를 들자면, 5mm 내지 100mm 범위의 병변들이 앞서 기술된 장치를 사용하여 치료되어 왔다. 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 장치내에 포함된 임의의 온도 센서들 사이의 공간은 장치의 크기 및 치료되는 병변 또는 기타 목표 용적의 조직의 크기에 좌우될 수 있다. 단지 예를 들자면, 종양 또는 기타 거대 병변(예를 들어, 직경이 3cm를 초과하는 병변)에 사용하도록 구성된 장치는 절제 부재의 근위 및 원위 모두에서 약 1cm 내지 약 5cm의 간격으로 위치된 온도 센서들을 구비할 수 있다. 추가의 예로서, 더 작은 장치, 예컨대 심실빈맥을 치료하는데 사용하기 위한 카테테르계 장치는 절제 부재의 근위 및 원위 모두에서 약 2mm 내지 약 3mm의 간격으로 위치된 온도 센서들을 구비할 수 있다.
도 8은 한 가지 구체예에 따른 구성의 유체 증강 절제 장치(800)를 도시한 확대도이다. 길쭉한 본체(802)는 둘러싸고 있는 조직에 치료적으로 가열된 유체를 전달하도록 구성된 구성성분들을 수용하는 내부 루멘(806)을 구비하는 것으로 도시되어 있다. 예를 들어, 내부 루멘(806)은 2개의 와이어 사이 및 유체를 통해 전기 에너지를 통과시킴으로써 내부 루멘(806)을 통해 흐르는 유체를 가열하도록 구성된 이중-와이어 가열 어셈블리(810)를 포함할 수 있다. 이중-와이어 가열 어셈블리(810)는 가열 어셈블리(810)에 있는 2개 와이어가 서로 및/또는 길쭉한 본체(802)에 대해 실질적으로 고정된 기하학적 구조 관계를 유지하도록 구성된 하나 이상의 스페이서(811)를 포함함 수 있다. 이중-와이어 가열 어셈블리(810)의 예는 본원과 동시에 출원되고 모든 내용이 본원에 원용되는 관련 미국 특허출원 제 호(발명의 명칭: "유체 증강 절제 치료법에서 유체를 가열하는 방법 및 장치")에 기술되어 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 길쭉한 본체(802)는 길쭉한 본체의 측벽에 내장된 온도 센서(812)를 포함할 수 있다. 도시된 온도 센서(812)는 상이한 전도성 재질들을 이용하여 그 재질들의 단부 사이의 온도 차이에 비례하는 전압을 생성하는 것으로 당해 분야에 공지된 미세-와이어 열전쌍이다. 예를 들어, 열전쌍은 열전쌍(812)의 위치에 연결된 크로멜(니켈-크롬 합금) 와이어(813) 및 콘스탄탄(구리-니켈 합금) 와이어(814)를 포함할 수 있다.
상기 열전쌍 또는 다른 온도 센서는 다양한 방식으로 길쭉한 본체(802)를 따라 위치할 수 있다. 예를 들어, 센서는 길쭉한 본체의 외부 표면상에 배치될 수 있으며, 임의의 연결 와이어가 길쭉한 본체를 통해 내부 루멘(806)까지 진행할 수 있거나, 상기 와이어는 길쭉한 본체(802)의 외부 표면을 따라 진행할 수 있다. 다른 구체예들에서, 길쭉한 본체(802)는 하나 이상의 온도 센서를 연결하는 와이어들을 수용하기에 적합한, 외부의 대면하는 홈, 내부의 대면하는 홈, 또는 길쭉한 본체의 측벽을 통해 형성된 통로(측벽의 두께에 따라 형성됨)를 포함할 수 있다. 여전히 다른 구체예들에서, 무선 온도 센서가 길쭉한 본체(802)를 따라 위치하는 경우 길쭉한 본체의 근위단에서 연결 와이어는 필요 없을 수 있다.
도 8에 도시된 구체예에서, 열전쌍인 온도 센서(812)는 길쭉한 본체(802)의 측벽에 내장된 것으로 도시되어 있다. 단지 예를 들자면, 온도 센서(812)는 길쭉한 본체(802)의 측벽에 구멍을 형성하고, 그 구멍에 열전쌍 접촉부를 배치하고, 와이어를 적절한 곳에 전도성 에폭시로 밀봉함으로써 내장될 수 있다. 한 가지 예시적 구체예에서, 0.8mm 직경의 구멍이 25cm 길이의 16-게이지 박막(thin-walled) 스테인레스 스틸 길쭉한 본체에 형성될 수 있고, 0.08mm 직경의 타입 E (크로멜 콘스탄탄) 와이어로부터 형성된 열전쌍이 상기 구멍에 배치되고 에폭시로 밀봉될 수 있다. 그러나, 다른 구체예들에서는, 열전쌍 센서가 열전도성인 길쭉한 본체의 내부에 부착되어, 길쭉한 본체를 통해 둘러싸고 있는 조직에서 온도를 검출할 수 있다. 그러한 구체예들에서는, 간접적인 측정치들을 보정하기 위해 교정이 필요할 수 있다.
앞서 기술된 내장 공정에서는, 온도 센서를 길쭉한 본체의 길이를 따라 하나의 주어진 위치에 온도 센서를 배치한다. 그러나, 다른 구체예들에서는 하나 이상의 온도 센서가 길쭉한 본체의 길이를 따라 조정가능하도록 구성될 수 있다. 이는 예를 들어, 하나 이상의 온도 센서를 길쭉한 본체의 길이를 따라 진행하는 홈 또는 트랙에 배치함으로써 수행될 수 있다. 대안적으로, 하나 이상의 온도 센서는 길쭉한 본체의 길이 위 아래로 미끄러지듯이 움직일 수 있는 하나 이상의 밴드를 길쭉한 본체 주위에 배치할 수 있다. 여전히 다른 구체예들에서, 길쭉한 본체는 온도 센서 모듈을 제거능하게 수용하도록 구성된 복수의 함몰부를 구비하여 형성될 수 있다. 상기 함몰부는 사용자가 절제 치료법 이전에 온도 센서 배치를 위해 가장 적합한 함몰부를 선택할 수 있도록 서로 떨어져 있는 다양한 지점에 형성될 수 있다. 남아있는 함몰부는 비워두거나 플러그를 채워 길쭉한 본체의 원활한 프로파일을 유지할 수 있다. 특정한 구현에 관계없이, 임의의 온도로부터 연결 와이어가 길쭉한 본체의 외부 표면을 따라 진행할 수 있거나 길쭉한 본체를 따라 특정 위치에서 내부 루멘내로 뻗어 있을 수 있다. 추가의 일부 구체예에서, 무선 온도 센서가 사용되는 경우 연결 와이어는 필요없을 수 있다.
길쭉한 본체(802)의 내부 루멘(806)은 또한 이중-와이어 가열 어셈블리(810)를 수용하고 내부 루멘(806)을 통해 흐르는 임의의 유체를 함유하는 격리 튜브(816)을 포함할 수 있다. 격리 튜브(816)는 흐르는 유체의 온도가 열전쌍(812)에 의해 측정되는 온도에 영향을 미치는 것을 방지한다. 격리 튜브(816)는 임의 수의 단열재로 형성될 수 있으며, 한 가지 구체예의 경우에는 폴리이미드와 같은 중합체로 형성될 수 있다.
일부 구체예에서, 격리 튜브(816)는 에어의 비교적 효과적인 단열성을 이용하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 9A는 중심 루멘(906) 및 측벽에 형성된 복수의 제2 루멘(918)을 구비한 격리 튜브(916)를 예시한 것이다. 이러한 격리 튜브(916)는 예를 들어, 당해 분야에 공지된 압출 방법에 의해 형성될 수 있다. 격리 튜브(916)를 포함하는 일부 구체예에서, 하나 이상의 열전쌍과 관련된 와이어가 상기 튜브(916) 외부에서 또는 제2 루멘들(918) 중 하나를 통해 진행할 것이다.
도 9B에 예시된 또 다른 구체예에서, 격리 튜브(920)는 길쭉한 본체(802)의 측벽 사이에 에어 갭을 형성하도록 구성된 하나 이상의 특징부를 구비하도록 형성될 수 있다. 격리 튜브(920)는 예를 들어, 상기 튜브를 따라 길이방향으로 진행하고 튜브로부터 측면으로 뻗어 있는 복수의 탭(922)을 포함할 수 있다. 길쭉한 본체(802)의 내부 루멘(806)에 배치되는 경우, 탭(922)은 격리 튜브(920)가 길쭉한 본체의 측벽에 직접 접하는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 에어 갭(924)은 유체 증강 절제에서 사용되는 가열된 유체를 함유하는 격리 튜브(920)와 열전쌍(812) 또는 다른 온도 센서 사이에서 형성될 수 있다.
하나 이상의 온도 센서로부터 흐르는 식염수의 단열 정도는 주어진 장치의 특정 고안에 따라 다양할 수 있다. 일부 구체예에서, 특정 정도의 단열을 달성하는 것이 바람직할 수 있다. 이는 내부 루멘을 통한 유체 흐름이 없는 것으로 기록된 제1 온도와 내부 루멘을 통해 흐르는 실온 식염수로 기록된 제2 온도 사이의 차로서 정량화될 수 있다. 일부 구체예에서, 장치는 이 차이가 2℃ 이하로 제한하도록 구성될 수 있다.
절제 치료법 과정에서 이용되는 흐르는 유체는 하나 이상의 온도 센서에 영향을 미칠 수 있는 유일한 열 간섭은 아니다. 일부 구체예에서, 길쭉한 본체 자체는 열전쌍(812) 또는 다른 온도 센서에 의해 측정되는 온도에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 길쭉한 본체(802)가 전도성 재질로 형성된 구체예들에서, 길쭉한 본체 자체는 열 구배를 따라 열을 전도함으로써, 그렇지 않으면 조직에서 관찰될 수 있는 구배를 "플래트닝(flattening)"시킬 것이다. 이러한 과정은 상기 길쭉한 본체를 비교적 차겁게 하는 한편 둘러싸고 있는 조직은 일부 위치에서 뜨겁게 할 수 있으며, 다른 위치에서는 반대의 경우가 발생할 수 있다. 즉, 이러한 과정은 길쭉한 본체의 길이를 따라 위치한 하나 이상의 온도 센서에 의해 부정확한 온도 또는 온도 구배가 측정되게 할 수 있다.
상기 길쭉한 본체가 그 위에 배치된 하나 이상의 온도 센서에 의해 측정된 온도에 미치는 영향은 다양한 기술을 사용하여 관리할 수 있다. 예를 들어, 길쭉한 본체의 재질, 단면 크기, 및 측벽 두께가 둘러싸고 있는 조직의 열 전도성과 조화되도록 선택될 수 있다. 그러나, 이는 비용이 많이 들고, 어려우며, 시간 소모적인 교정을 수반한다. 대안적으로, 길쭉한 본체로부터 임의의 열 간섭을 보정하기 위한 다양한 방법들이 사용될 수 있다. 이들 방법으로는 센서들을 보정하는 영향, 실험적 관찰을 수정하여 센서들을 교정하는 수학적 분석, 또는 보정온도 측정치에 대한 길쭉한 본체의 영향을 특징짓기 위한 제어된 실험들이 포함된다.
예를 들어, 일부 구체예에서, 길쭉한 본체에 의해 도입된 에러를 특정 한계치 미만으로 제어하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 한 가지 구체예에서, 길쭉한 본체 및 하나 이상의 온도 센서는 절제 부재로부터 떨어진 거리에 위치한 지점에서의 온도가 동일한 지점에서 둘러싸고 있는 조직 내의 진짜 온도의 5℃ 이내가 되도록 교정될 수 있다.
그러나, 여전히 다른 구체예들에서, 길쭉한 본체는 앞서 언급한 열 간섭을 도입하지 않을 수 있다. 예를 들어, 길쭉한 본체가 중합체와 같은 비전도성 재질로 형성된 구체예들에서, 길쭉한 본체의 온도는 길쭉한 본체를 따라 위치한 임의 온도 센서의 기록사항에 영향을 미치지 않을 수 있다.
앞서 기술된 구체예들은 절제 부재로부터 먼 위치에서 길쭉한 본체를 따라 배치된 하나 이상의 온도 센서를 이용하여 길쭉한 본체를 둘러싸고 있는 조직의 온도를 측정한다. 그렇게 함으로써, 하나 이상의 온도 센서는 일반적으로 길쭉한 본체의 길이 축을 따라 기록사항들을 제공한다. 그러나, 다른 구체예들에서는, 하나 이상의 온도 센서가 절제 부재 및 길쭉한 본체 자체로부터 멀리 위치할 수 있다. 길쭉한 본체 및 절제 부재를 둘러싸고 있는 조직의 용적 내부의 다양한 위치에 하나 이상의 온도 센서를 배치하는 경우 상기 둘러싸고 있는 조직 내부에서의 열 에너지의 3차원 전파와 관련된 데이타를 제공할 수 있다.
도 10은 유체 증강 절제 장치의 한 가지 구체예를 예시한 것으로, 상기 장치는 길쭉한 본체(1102)를 포함하며, 상기 본체는 원위 팁(1104),절제 부재(1105), 길쭉한 본체에 형성되어 있어 내부 루멘(1106)으로부터 길쭉한 본체를 둘러싸고 있는 조직으로 유체를 전달하는 하나 이상의 배출 포트(1108)를 구비한다. 상기 장치는 또한 복수의 온도 센서(1112)를 포함하며, 이들 각각은 길쭉한 본체(1102)로부터 둘러싸고 있는 조직으로 뻗어 있도록 구성된 탄성 가지부(1114)의 원위단에 위치하고 있다. 상기 탄성 가지부는 다양한 재질로 형성될 수 있으며, 한 가지 구체예에서는 니티놀(니켈-티타늄 합금)으로 형성된다. 상기 탄성 가지부의 원위단에 배치된 온도 센서들은 앞서 언급된 온도 센서들 중 어느 하나 일 수 있으며, 예를 들어, 미세-와이어 열전쌍 또는 무선 센서일 수 있다. 유선 온도 센서가 사용되는 경우, 상기 가지부는 유선 연결부를 수용하는 내부 루멘을 구비하여 형성되거나, 와이어가 가지부의 외부 표면을 따라 진행하고 예를 들어 얇은 중합체 코팅을 사용해 외부표면상에 부착될 수 있다.
사용시에, 가지부(1114)는 길쭉한 본체(1102) 내부에 배치된 센서(1112)와 함께, 길쭉한 본체(1102) 내로 초기에 접어 넣어져서, 이들이 조직의 원하는 치료 용적내로 길쭉한 본체(1102)의 삽입을 방해하지 않게 할 수 있다. 가지부(1114)는 길쭉한 본체의 측벽상에 형성된 통로 내부에 수용되거나(도 10에서 점선으로 도시됨), 길쭉한 본체의 내부 루멘(1106) 내에 수용될 수 있다. 길쭉한 본체(1102)가 치료 용적내에 배치되는 경우(예를 들어, 절제 부재(1105)가 치료 용적의 중심에 일반적으로 위치함), 가지부(114)는 길쭉한 본체(1102)에 형성된 배출 포트로부터 뻗어 있을 수 있으며, 예를 들어, 도 10에 도시된 구성을 추정할 수 있다. 각각의 가지부(1114)의 원위단에 위치한 온도 센서(1112)는 조직의 온도를 검출하고 치료적 용량의 절제 에너지가 전체 치료 용적으로 전달된 시기를 결정할 수 있다. 치료 이후, 길쭉한 부재(1102)를 제거하거나 재배치시키기 이전에 상기 가지부는 상기 길쭉한 부재(1102)내로 접어 넣어질 수 있다.
가지부(1114)는 임의의 수로 이용될 수 있으며, 상기 가지부는 니티놀과 같은 특정 재질의 형상 기억 특징들을 사용하여 둘러싸고 있는 조직 내로 특정 형성을 추정하도록 사전 구성될 수 있다. 그 결과, 일련의 가지부(1114)는 예를 들어, 길쭉한 본체(1102)를 둘러싸고 있는 구형 검출 패턴을 형성하는데 사용될 수 있다. 구형 패턴의 온도 센서들은 제어 시스템 또는 조작자가 원하는 치료 용적이 치료적 용량의 절제 에너지를 수용한 시기를 보다 정밀하고 정확하게 결정할 수 있게 허용할 수 있다.
길쭉한 본체(1102)를 둘러싸고 있는 조직의 온도와 관련된 3차원 자료를 제공하는 것 이외에도, 탄성 가지부(1114)에 의해 제공된 길쭉한 본체로부터의 물리적 분리는 또한 앞서 언급된 흐르는 유체 및/또는 길쭉한 본체의 열 영향을 실질적으로 제거할 수 있다. 따라서, 일부 구체예에서, 더 짧은 탄성 가지부가 절연을 제공하는 한편, 길쭉한 본체에 대한 온도 센서의 근위를 유지하는데 사용될 수 있다. 매우 짧은 탄성 가지부(1214)와 조합하여 온도 센서(1212)가 사용된 한 가지 예시적 구체예가 도 11에 예시되어 있다. 더욱이, 도 10 및 11에 도시된 탄성 가지부는 길쭉한 본체의 축을 따라 그리고 길쭉한 본체를 둘러싸고 있는 조직에 배치된 복수의 온도 센서를 구비한 장치를 형성하는 이전에 언급된 어떠한 구체예들과 조합될 수 있다.
추가로, 각각의 가지부는 장치가 하나 이상의 보다 긴 가지부와 하나 이상의 보다 짧은 가지부를 구비할 수 있도록 다양한 길이를 가질 수 있다. 그러한 구성은 절제 부재 또는 치료적으로 가열된 식염수 공급원으로부터 다양한 거리에서 온도를 입수하게 할 수 있다. 배치되어 있는 온도 센서와 접어 넣어질 수 있는 가지부를 합체시킨 임의의 장치는 또한 상기 가지부를 길쭉한 본체(1102)로부터 배열하도록 구성된 작동기를 포함할 수 있다. 예시적 작동기 기구들로는 슬라이딩 레버, 트리거 등이 포함될 수 있다. 각각의 가지부는 그 소유의 작동기 기구를 구비할 수 있거나, 단일의 기구가 복수의 가지부를 제어하고 배열하는데 사용될 수 있다.
도 12는 절제 부재로부터 떨어져 있는 거리상에 위치한 하나 이상의 온도 센서를 구비한 절제 장치(1300)의 또 다른 구체예를 예시한 것이다. 도 12에서, 상기 장치는 하나 이상의 배플링(baffling) 부재에 의해 여러 부분으로 분리된다. 예시된 구체예에서, 상기 장치는 배플링 부재(1303)에 의해 제1 원위 섹션(1302a) 및 제2 근위 섹션(1302b)으로 분리된다. 배블링 부재(1303)는 길쭉한 본체의 제1 섹션(1302a)의 내부 루멘을 길쭉한 본체의 제2 섹션(1302b)의 내부 루멘과 분리시키는 내벽일 수 있다.
각각의 섹션(1302a, 1302b)은 방출 전극(1305a, 1305b)과 같은 절제 부재, 뿐만 아니라 각 섹션의 내부 루멘과 유체 소통이 이루어지는, 방출 전극(1305a, 1305b) 및/또는 길쭉한 본체(1302)를 따라 형성된 하나 이상의 배출 포트(1308a, 1308b)를 포함할 수 있다. 상기 섹션(1302a, 1302b)은 추가로 길쭉한 본체를 따라 배치고 길쭉한 본체(1302)를 둘러싸고 있는 조직의 온도를 검출하도록 구성된 하나 이상의 온도 센서(1304a, 1304b)를 포함할 수 있다. 상기 온도 센서는 본 발명의 어떠한 교시에 따라서나 구현될 수 있으며, 일부 구체예에서는 상기 센서가 길쭉한 본체(1302)의 측벽에 형성된 구명에 내장된 미세-와이어 크로멜-콘스탄틴 열전쌍일 수 있다. 온도 센서(1304a, 1304b)는 길쭉한 본체(1302)를 따라서 어떠한 위치에나 배치될 수 있으나, 일부 구체예에서는 절제 부재(1305a, 1305b)에 대해 대칭적으로, 즉 상기 절제 부재로부터 균일한 떨어진 거리에서 대칭적으로 배치될 수 있다. 이러한 배열은 치료 구역의 균일한 확장을 보다 정확하게 측정하게 할 수 있다.
도 12에 예시된 장치(1300)의 한 가지 잇점은 가요성에 있으며, 이에 의해 센서(1304a, 1304b)에 의해 검출되는 온도에 응해 가해지는 치료법을 역학적으로 변경할 수 있다. 도 13은 시간에 따른 2개의 온도 센서(1304a, 1304b)에 대한 모의 온도 측정치들을 보여주는 것이다. 실선은 유체 증강 절제 치료법 과정에서 온도 센서(1304a)에 의해 기록된 온도를 나타낸 것이고, 점선은 온도 센서(1304b)에 의해 기록된 온도를 나타낸 것이다. 치료법 시작시의 초기 조건은 동일하며, 즉 동일한 양의 절제 에너지가 절제 부재(1305a, 1305b) 모두로부터 전달되면, 유체는 동일한 온도 및 유량으로 섹션(1302a, 1302b)으로부터 전달된다. 도 13에서, 점선 프로파일은 고르지 않은 가열이 길쭉한 본체(1302)를 둘러싸고 있는 조직에서 일어남을 명확하게 보여주고 있다. 구체적으로, 온도 센서(1304b)를 둘러싸고 있는 조직은 온도 센서(1304a)를 둘러싸고 있는 조직과 같은 치료적 수준으로 가열되지 않는다. 따라서, 해당 도면상에 도시된 시간 T1에서, 절제 치료법의 작동 변수들이 변경된다. 다음 단계들 중 어느 하나 또는 모두가 취해질 수 있다: (1) 절제 에너지의 수준이 절제 부재(1305b)에서 증가될 수 있거나, (2) 섹션(1302b)로부터의 유체 유량이 증가될 수 있거나, (3) 섹션(1302b)로부터의 유체 온도가 증가될 수 있거나, (4) 절제 에너지의 수준이 절제 부재(1305a)에서 감소될 수 있거나, (5) 섹션(1302b)로부터의 유체 유량이 감소될 수 있거나, (6) 섹션(1302b)로부터의 유체 온도가 감소될 수 있거나 유량이 증가되고 온도가 감소될 수 있음(본질적으로 섹션(1302b)로부터 온도 센서(1304b)로 가열된 유체를 급하게 보냄).
상기 예에 예시된 바와 같이, 유체 증강 절제 치료법용의 다양한 작동 변수들이 변경되어 목표하는 용적의 조직에 가해지는 치료법을 조정할 수 있다. 이들 조정은 검출된 온도를 보는 조작자에 의해 수동으로 수행될 수 있거나, 예를 들어, 온도 센서를 관찰하고 치료법 작동 변수들을 제어하는 제어 시스템에 의해 자동적으로 수행될 수 있다.
도 14는 도 12의 장치의 반투명도를 예시한 것으로, 하나 이상의 배플링 부재(1303)에 의해 복수의 섹션으로 분리된 길쪽한 본체의 내부 구성에 대한 한 가지 구체예를 보여주고 있다. 해당 도면에 도시된 바와 같이, 섹션(1302a)의 내부 루멘은 배플링 부재(1303)에 의해 섹션(1302b)으로부터 분리될 수 있다. 배플링 부재(1303)는 다양한 방식으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 배플링 부재는 길쭉한 본체(1302)의 일체화된 부분일 수 있거나, 접착 또는 다른 고정 성분 또는 재질에 의해 길쭉한 본체(1302)의 내부 루멘(1506)에 고정된 별도의 성분일 수 있다. 배플(1303)은 예를 들어, 플라스틱 또는 기타 적합한 재질로 형성될 수 있다.
배플링 부재(1303)은 추가로 그 내부에 형성된 하나 이상의 루멘을 포함할 수 있으며, 각 루멘은 캐뉼라(1510a)와 같은 캐뉼라를 수용하도록 구성된다. 캐뉼라(1510a)는 금속, 플라스틱, 또는 금속 라이닝을 구비한 플라스틱으로 형성될 수 있으며, 임의의 사이에 있는 배플(예를 들어, 배플(1303)) 및 섹션(예를 들어, 제2 섹션(1302b))을 통해 장치(1300)의 근위단에 유체 통로를 제공하는 내부 루멘을 포함할 수 있다. 캐뉼라(1510a)의 내부 루멘은 기타 다른 섹션(예를 들어, 섹션(1302b))의 내부 루멘과 유체 소통이 이루어지 않는다. 이는 예를 들어, 유체가 섹션(1302b)에 전달되는 유체와 별도로 섹션(1302a)에 전달되게 하며, 예를 들어, 별도의 유체 공급원들이 각 섹션에 연결될 수 있거나, 섹션들은 각각 독립적으로 단일의 공통 공급원으로부터 유체를 수용할 수 있다. 또한, 내부 루멘(1506)은 장치(1300)의 다른 섹셕에 유체를 전달하도록 구성된 부가의 캐뉼라를 포함할 수 있다. 예를 들어, 내부 루멘(1506)은 장치(1300)의 근위단에서 장치(1300)의 제2 섹션(1302b)으로 유체를 전달하도록 구성된 캐뉼라(1510b)를 포함할 수 있다.
당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 내부 루멘(1506)이 장치에서 섹션들이 존재하는 만큼 많은 캐뉼라를 포함할 수 있음을 인지할 것이다. 추가로, 장치(1300)에는 치료 구역의 원하는 형상에 따라 임의 수의 섹션이 존재할 수 있다. 예를 들어, 장치(1300)는 도 12에 예시된 바와 같이 2개의 섹션을 포함하거나, 3개 이상의 섹션을 가질 수 있다.
또한, 캐뉼라들은 각각 스페이서 부재 (예를 들어, 배플(1303)과 유사하지만 하나 이상의 루멘을 포함하여 배플 주위에 유체가 통과할 수 있게 하는 부재)에 의해 제자리에 단단하게 유지될 수 있거나, 내부 루멘(1506)에서 움직일 수 있다. 다른 구체예들에서, 캐뉼라는 이의 외부면상에 형상된 특징부들을 포함하여 내부 루멘(1506)의 내벽 또는 다른 캐뉼라와 접촉하는 것을 방지한다. 예시적인 특징부들은 캐뉼라의 외부 표면상에 형성된 핀(fin) 또는 립(rib)을 포함할 수 있다.
각각의 캐뉼라(1510a, 1510b)는 독립적인 유체 공급원의 근위단에 연결될 수 있다. 각각의 캐뉼라(1510a, 1510b)는 또한 이의 원위단 근처에 있는 캐뉼라의 내부 루멘 내부에 배치된 독립적인 가열 어셈블리를 포함할 수 있다. 예시적인 가열 어셈블리는 예를 들어, 캐뉼라(1510a, 1510b)의 내부 루멘을 통해 진행하는 단일 와이어 1514a, 1514b를 포함할 수 있으며, 이에 의해 상기 캐뉼라의 내부 루멘 내의 유체를 통해 RF 에너지가 캐뉼라(1510a, 1510b)의 내벽으로 통과하게 된다. 와이어(1514a, 1514b)는 그 위에 배치된 하나 이상의 스페이서를 포함하며, 이에 의해 와이어가 캐뉼라(1510a, 1510b)의 전도성 부분과 직접 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 그러한 가열 어셈블리의 보다 상세한 설명은 본원과 동시에 출원되고 모든 내용이 본원에 원용되는 관련 미국 특허출원 제 호(발명의 명칭: "유체 증강 절제 치료법에서 유체를 가열하는 방법 및 장치")에 기술되어 있다.
앞서 기술된 가열 어셈블리는 각 캐뉼라(1510a, 1510b)가 전기 전도성 재질로 최소한 부분적으로 형성되는 것 (와이어(1514a, 1514b)로부터 RF 에너지를 수용하기 위함)을 필요로 한다. 이러한 구체예에서, 캐뉼라(1510a, 1510b)는 절연재로 코팅되어 이들이 서로 또는 장치(1300)의 내부 루멘의 내벽과의 접촉으로 인한 단락을 방지할 수 있다. 또한, 단열재가 캐뉼러(1510a, 1510b)를 코팅하는데 사용되어 어느 한 섹션에서의 유체 온도가 다른 섹션들에서 유체 온도에 의해 영향받는 것을 방지할 수 있다. 그러나, 일부 구체예에서는 유체가 어느 한 섹션에서 그 섹션의 유체 온도에 영향을 주가나 영향을 받기에 충분한 시간을 소비하지 않을 만큼 유체 유량이 충분히 높을 수 있다. 이들 구체예들에서는, 캐뉼라(1310a, 1310b)의 절연이 필요하지 않다.
캐뉼라(1510a, 1510b)는 또한 장치(1300)의 섹션으로 전달되는 유체의 온도에 관한 피드백을 제공하도록 구성된 온도 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 캐뉼라(1510a)는 캐뉼라(1510a)의 원위단 위쪽으로 뻗어 있도록 구성된 이중-와이어 열전쌍(1512a)을 포함할 수 있으며, 상기 열전쌍은 캐뉼라를 빠져 나가고 내부 루멘(1506) 내부에서 혼합된 후 배출 포트(1308a)를 통해 둘러싸고 있는 조직을 빠져 나가기 전에 제1 섹션(1302a) 내 유체의 온도를 측정할 수 있다. 2개의 열전쌍 와이어(1520, 1522)는 캐뉼라(1510a)의 내부 루멘을 통해 다시 장치(1510a)의 근위단으로 뻗어 있을 수 있다. 와이어는 당해 분야에 공지된 바와 같이 단ㅇ리 처리 전자기기에 연결되어 제1 섹션(1302a)에서의 유체 온도를 결정할 수 있다. 해당 도면에 도시된 바와 같이, 제2 캐뉼라(1510b)는 또한 온도 센서(1512b), 예컨대 이중 와이어(1516, 1518)로 형성된 이중-와이어 열전쌍을 포함할 수 있다. 센서(1512b)는 유사하게 캐뉼라(1510b)의 원위단 위쪽에서 제2 섹션(1302b)으로 뻗어 있도록 구성될 수 있으며, 이로써 센서(1512b)에 의해 측정된 온도는 배출 포트(1308b)를 통해 둘러싸고 있는 조직으로 막 전달된 혼합 유체의 온도를 나타내게 된다. 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 예를 들어 크로멜-콘스탄탄 미세-와이어 열전쌍을 비롯한 다양한 온도 센서가 본 발명의 장치에 사용될 수 있음을 인지할 것이다.
사용 방법
본원에 개시된 장치 및 시스템의 다양한 구체예들은 다양한 공정들로 수많은 의학적 증상들을 치료하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 본원에 개시된 의료 장치는 개방된 외과적 과정 또는 경피적 절제 치료 과정동안에 조직의 목표 용적내로 직접 삽입할 수 있도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 상기 의료 장치들은 복강경 또는 기타 최소량의 침습 과정 동안에 조직의 하나 이상의 층을 통과하도록 구성될 수 있다. 아울러, 상기 장치들은 조직의 하나 이상의 층을 통해 형성되는 액세스 포트 또는 기타 개구를 통해, 또는 천연 오리피스(즉, 내시경 방식)를 통해 환자내로 유입되도록 구성될 수 있다. 원위단 상에 온도 센서를 구비한 탄성 가지부와 같은, 연장가능한 부재가 있는 경우, 이들은 길쭉한 본체를 둘러싸고 있는 조직내로 배치될 수 있다.
일단 장치 및 임의의 관련 온도 센서들이 치료 용적내에 위치하게 되면, 치료적 온도로 가열된 유체 및 절제 에너지가 동시에 장치를 통해 치료 용적 내로 전달될 수 있다. 그러나, 일부 구체예들에서는, 치료학적으로 가열된 유체가 단독으로 절제 에너지 없이 사용될 수 있다. 장치와 관련된 하나 이상의 온도 센서는 목표 치료 용적 내부의 다양한 위치에서 조직의 온도를 관찰할 수 있다. 검출된 온도는 작동자에게 표시되거나 절제 치료법을 관리하는 제어 프로그램에 의해 관찰될 수 있다. 일부 구체예들에서, 절제 부재로부터 떨어져 있는 거리의 위치에서 측정된 온도는 절제 부재에서 또는 이에 바로 인접한 위치에서 측정된 온도와 비교할 수 있다.
치료 과정중에 검출된 임의의 이상현상들, 예컨대 목표 용적의 특정 부분에서의 고르지 않은 가열은 작동자 또는 제어 시스템에 의해 해결될 수 있다. 검출된 가열 이상현상의 해결은 모든 온도 판독이 균일하게 전달되는 치료학적 용량을 보고할 때까지 단순히 치료과정을 유지하는 것을 수반할 수 이써나, 절제 에너지 수준, 유체 유량, 유체 온도 등과 같은 다른 치료 조작 변수들의 변경을 필요로 할 수 있다. 이들 변수들은 앞서 기술한 바와 같이, 조작자 또는 제어 시스템에 의해 개별적으로 또는 조합하여 조정될 수 있다.
일정 기간 이후, 또는 하나 이상의 피드백 정보(예를 들어, 치료 용적 내에 배치된 온도 센서로부터 특정 정보, 또는 둘 이상의 측정치 사이의 특정 비교)에 따라, 절제 에너지 및 유체의 전달이 중단될 수 있다. 뻗어 있는 임의의 온도 센서든지 절제 장치내로 들어갈 수 있으며, 그 후에 상기 장치는 제거되고/거나 부가의 치료가 요구되는 경우 재위치될 수 있다.
살균 및 재사용
본원에 개시된 장치들은 단일 사용 후에 폐기되도록 고안되거나, 다회 사용을 위해 고안될 수도 있다. 그러나, 어느 경우든, 장치는 1회 이상의 사용 후 재사용을 위해 수리될 수 있다. 수리는 장치의 해체 및 이후 특정 피이스들의 세척 또는 교체, 및 이어지는 재어셈블리 단계들의 어느 조합을 포함할 수 있다. 특히, 장치는 해체될 수 있으며, 장치의 많은 특정 피이스 또는 부분들이 임의 조합으로나 선택적으로 교체 또는 제거될 수 있다. 특정 부분의 세척 및/또는 교체시에, 장치는 외과적 과정 바로 전에 외과 팀에 의해 또는 수리 시설에서 이후 사용을 위해 재어셈블링될 수 있다. 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자들은 장치를 수리하는데 해체, 세척/교체 및 재어셈블리를 위한 다양한 기술이 이용됨을 인지할 것이다. 그러한 기술의 이용 및 그 결과 수리된 장치는 모두 본 발명의 범위 내에 있다.
예를 들어, 본원에 개시된 외과용 장치들은 부분적으로 또는 완전히 해체될 수 있다. 특히, 도 2에 도시된 의료 장치의 길쭉한 본체(202)는 핸들(204)로부터 제거될 수 있거나, 전체 핸들 및 길쭉한 본체 어셈블리가 전기 및 유체 연결부(206, 208)로부터 분리될 수 있다. 또 다른 구체예의 경우, 핸들, 길쭉한 본체 및 연결부들이 예를 들어, 도 1에 도시된 유체 저장부, 펌프, 및 파워 공급원과 제어기를 포함하는 하우징에 이동가능하게 연결될 수 있다.
바람직하게, 본원에 개시된 장치는 외과수술 전에 처리될 것이다. 먼저, 신규 또는 사용된 기기를 준비하여, 필요한 경우 세척한다. 그 다음, 기기를 살균한다. 한 가지 살균법에서는, 기기를 플라스틱 또는 타이벡(TYVEK) 백과 같은 밀폐 및 밀봉된 용기 내에 둔다. 그리고 나서, 상기 용기 및 그 내용물을 감마선, x-레이 또는 고에너지 전자와 같이 용기를 통과할 수 있는 조사선 영역에 둘 수 있다. 상기 조사선은 기기상 및 용기내 세균을 죽일 수 있다. 살균된 기기는 이후 살균 용기에 저장될 수 있다. 밀봉된 용기는 의료 시설에서 개봉될 때까지 살균 상태를 유지할 수 있다.
많은 구체예들에서, 장치를 살균시키는 것이 바람직하다. 이는 베타선 또는 감마선, 에틸렌 옥사이드, 스팀, 또는 액체욕(예를 들어, 콜드 소크)를 비롯하여 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자들에게 알려진 수많은 방식으로 수행될 수 있다. 특정 구체예들에서는, 길쭉한 본체와 같은 구성성분들을 형성하는데 사용하도록 선택된 재질들이 특정 유형의 살균을 견디지 못할 수 있다. 그러한 경우, 에틸렌 옥사이드와 같이, 적합한 대안적인 살균 유형이 사용될 수 있다.
본원에 인용된 모든 문헌 및 공보들의 모든 내용은 본 출원에 원용된다. 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 앞서 기술된 구체예들에 기초하여 본 발명의 추가 특징 및 장점들을 인정할 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부되는 청구범위에 의해서만 한정되어야 하며, 특별히 제시되고 기술된 사항에 의해 한정되는 것은 아니다.

Claims (26)

  1. 하기를 포함하는 절제 장치:
    길쭉한 본체가 조직 덩어리 내로 도입될 때 상기 길쭉한 본체 내에 형성된 적어도 하나의 배출 포트를 통해 길쭉한 본체 주변의 조직으로 유체를 전달하도록 구성된 내부 루멘을 갖는 길쭉한 본체;
    길쭉한 본체 주변의 치료 영역 내 조직을 가열하도록 구성된 적어도 하나의 절제 부재;
    각각의 센서가 상기 길쭉한 본체의 측벽과 접촉하도록 길쭉한 본체에 결합된 복수의 온도 센서, 상기 복수의 온도 센서 각각은 상기 길쭉한 본체를 따라 축방향으로 위치하여, 상기 복수의 온도 센서 각각은 적어도 하나의 절제 부재로부터 이격되고 적어도 하나의 절제 부재에 인접한 조직으로부터 이격되어 있는 조직의 측정된 온도를 출력하는데 효과적이며, 측정된 온도는 조직이 치료 수준으로 가열되는지를 가리킴;
    상기 길쭉한 본체의 내부 루멘을 통해 연장되는 절연 튜브, 상기 절연 튜브는 내부 루멘을 통해 흐르는 유체를 포함하며 상기 유체가 상기 길쭉한 본체의 측벽과 접촉하는 것을 방지함; 및
    상기 절연 튜브 내에 배치된 유체 가열 어셈블리, 상기 유체 가열 어셈블리는 주변 유체를 가열하도록 구성된 적어도 하나의 와이어, 상기 절연 튜브 내에 배치된 적어도 하나의 스페이서(spacer)를 통해 연장되는 적어도 하나의 와이어를 포함함.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 온도 센서가 상기 적어도 하나의 절제 부재에 근위 지점에 위치하는 것을 특징으로 하는 절제 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 복수의 온도 센서가 상기 적어도 하나의 절제 부재에 원위 지점에 위치하는 것을 특징으로 하는 절제 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 복수의 온도 센서는 적어도 하나의 절제 부재로부터 다른 거리로 위치한 것을 특징으로 하는 절제 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 절제 요소는 제1 절제 부재 및 제1 절제 부재로부터 원위에 위치한 제2 절제 부재를 포함하며, 상기 길쭉한 본체는 하기를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 절제 장치:
    제1 및 제2 절제 부재 사이의 내부 루멘 내에 배치된 배플링(baffling) 요소, 상기 배플링 요소는 내부 루멘을 배플링 요소의 제1 구획 근위부 및 배플링 요소의 제2 구획 원위부로 내부 루멘을 분할함; 및
    상기 내부 루멘의 각 구획으로 분리된 유체의 전달을 위해 배플링 요소를 통해 상기 길쭉한 본체의 근위단으로부터 연장되는 복수의 캐뉼러.
  6. 제5항에 있어서, 복수의 온도 센서는 제1 절제 부재의 근위에 배치된 제1 다수의 온도 센서 및 제2 절제 부재의 원위에 배치된 제2 다수의 온도 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 절제 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 복수의 온도 센서는 적어도 하나의 절제 부재의 원위에 위치한 제1 복수의 온도 센서, 및 적어도 하나의 절제 부위의 근위에 위치한 제2 복수의 온도 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 절제 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 복수의 온도 센서는 상기 길쭉한 본체의 외부 표면상에 위치하는 것을 특징으로 하는 절제 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 복수의 온도 센서가 상기 길쭉한 본체의 내부 루멘에 위치하는 것을 특징으로 하는 절제 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 복수의 온도 센서는 상기 길쭉한 본체에 형성된 함몰부에 위치하는 것을 특징으로 하는 절제 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 복수의 온도 센서가 상기 길쭉한 본체로부터 단열되는 것을 특징으로 하는 절제 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 복수의 온도 센서의 적어도 하나의 위치가 상기 길쭉한 본체의 길이를 따라 조정가능한 것을 특징으로 하는 절제 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 복수의 온도 센서의 적어도 하나는 열전쌍을 포함하는 것을 특징으로 하는 절제 장치.
  14. 내부 루멘 및 적어도 하나의 배출 포트를 갖는 길쭉한 본체;
    상기 길쭉한 본체에 인접한 조직을 가열하도록 구성된 적어도 하나의 절제 부재;
    상기 길쭉한 본체의 내부 루멘과 소통되고, 상기 내부 루멘을 통해 유체를 전달하여 유체가 상기 적어도 하나의 배출 포트를 통해 흘러 조직에 전달되게 하는 유체 공급원;
    각각의 센서가 상기 길쭉한 본체의 측벽과 접촉하도록 길쭉한 본체에 결합된 복수의 온도 센서, 상기 복수의 온도 센서는 상기 길쭉한 본체를 따라 축방향으로 위치하여, 상기 복수의 온도 센서 각각은 적어도 하나의 절제 부재로부터 이격되고 적어도 하나의 절제 부재에 인접한 조직으로부터 이격되어 있는 조직의 측정된 온도를 측정하는데 효과적임;
    상기 길쭉한 본체의 내부 루멘을 통해 연장되는 절연 튜브, 상기 절연 튜브는 내부 루멘을 통해 흐르는 유체를 포함하며 상기 유체가 상기 길쭉한 본체의 측벽과 접촉하는 것을 방지함;
    상기 절연 튜브 내에 배치된 유체 가열 어셈블리, 상기 유체 가열 어셈블리는 주변 유체를 가열하도록 구성된 적어도 하나의 와이어, 상기 절연 튜브 내에 배치된 적어도 하나의 스페이서(spacer)를 통해 연장되는 적어도 하나의 와이어를 포함함; 및
    상기 적어도 하나의 절제 부재의 온도 및 상기 복수의 온도 센서를 통해 측정된 복수의 온도를 입수하는 제어 유닛을 포함하는, 식염수 증강된 절제를 전달하는 시스템으로서,
    상기 복수의 온도 센서에 의해 측정된 복수의 온도가 치료 구역 내의 조직이 치료적 수준으로 가열되었는지를 나타냄을 특징으로 하는 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제어 유닛이 상기 길쭉한 본체를 통해 흐르는 유체의 유속, 상기 절제 부재의 절제 에너지 수준, 및 상기 복수의 온도 센서에 의해 측정된 복수의 온도에 대응하여 전달되는 유체의 온도 중 하나 이상을 조정하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 제1항에 있어서, 상기 절연 튜브는 유체를 수송하도록 구성된 중앙 루멘을 둘러싸는 절연 튜브의 측벽 내에 형성되는 복수의 루멘을 포함하는 절제 장치.
  24. 제1항에 있어서, 상기 절연 튜브는 상기 튜브를 따라 길이방향으로 진행하고 튜브로부터 측면으로 뻗어 있으며, 상기 절연 튜브의 측벽이 상기 길쭉한 본체와 접촉하는 것을 방지하는 복수의 탭을 포함하는 절제 장치.
  25. 제14항에 있어서, 상기 절연 튜브는 유체를 수송하도록 구성된 중앙 루멘을 둘러싸는 절연 튜브의 측벽에 형성된 복수의 루멘을 포함하는 시스템.
  26. 제14항에 있어서, 상기 절연 튜브는 상기 튜브를 따라 길이방향으로 진행하고 튜브로부터 측면으로 뻗어 있으며, 상기 절연 튜브의 측벽이 상기 길쭉한 본체와 접촉하는 것을 방지하는 복수의 탭을 포함하는 시스템.
KR1020137030026A 2011-04-12 2012-04-12 유체 증강 절제 치료법에서 원격 온도 관찰 방법 및 장치 KR102123083B1 (ko)

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