KR102439409B1 - 전기수술 복귀 전극 및 rfid 시스템 - Google Patents

전기수술 복귀 전극 및 rfid 시스템 Download PDF

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파울 알. 보그메이어
다르시 더블유. 그립
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메가다인 메디컬 프로덕츠 인코포레이티드
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Abstract

트랜스폰더 검출 유닛과 동작가능하게 연관되도록 구성되는 전기수술 복귀 전극. 복귀 전극은 전도성 요소를 포함하고, 전도성 요소는 트랜스폰더 검출 유닛으로부터 전도성 요소를 통한 그리고 복귀 전극을 통한 자기, 전기, 또는 전자기 호출 신호의 통과를 허용하도록 구성되는 구멍 어레이를 갖는다. 복귀 전극은 복귀 전극이 트랜스폰더 검출 유닛 상에 배치될 수 있고 환자가 복귀 전극 상에 위치될 수 있도록 트랜스폰더 검출 유닛 위에 위치가능하다. 복귀 전극은 복귀 전극에 대해 환자를 재위치시킬 필요없이 그리고 환자 위에 보조 트랜스폰더 판독기 또는 송신기를 위치시킬 필요없이 환자 상에, 환자 내에 그리고/또는 환자 부근에 위치되는 트랜스폰더의 검출을 가능하게 한다.

Description

전기수술 복귀 전극 및 RFID 시스템
본 출원은 그 전체가 본 명세서에 포함되는, 2016년 6월 17일자로 출원된, 발명의 명칭이 "전기수술 복귀 전극 및 RFID 시스템(ELECTROSURGICAL RETURN ELECTRODE AND RFID SYSTEM)"인 미국 가특허 출원 제62/351,813호의 우선권을 주장하고 그의 이익을 청구한다.
기술분야
본 발명은 일반적으로 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 무선 주파수 식별(radio frequency identification) 시스템을 포함한 트랜스폰더(transponder) 식별 시스템과의 동작 연관성을 위해 구성된 전기수술 복귀 전극에 관한 것이다.
관련기술
의료 시술 동안에, 시술의 완료 및 환자의 폐쇄 전에 환자의 신체 내에서의 물체의 존재를 판단하는 것이 종종 필요하다. 예를 들어, 의료 시술이 완료되고 수술 부위가 폐쇄되기 전에 의료 기구, 리넨(linen), 스펀지, 거즈(gauze), 패드(pad) 및 다른 이물질이 수술 부위로부터 제거되는 것을 보장하는 것이 중요하다. 시술을 끝내고 수술 부위를 폐쇄하기 전에 물체를 찾지 못하는 것은 심각한 의학적 부작용으로 이어질 수 있다. 예를 들어, 이물질이 환자 내에 남을 경우, 결과적인 감염은 추가 수술과 처치를 필요로 할 수 있으며, 심지어 환자 사망으로 이어질 수 있다.
수술 시술 동안에 사용되는 물체의 사용 및 반환을 추적하기 위해, 몇몇 병원들은 체크리스트를 포함하거나 수술 동안에 사용된 물체들을 수동으로 계수하는 절차들을 사용한다. 그러나, 이러한 유형의 접근법은 비효율적이며 인적 오류에 취약하다. 따라서, 다른 방법은 트랜스폰더 및 연관된 무선 검출 시스템의 사용을 포함한다. 통상적으로, 시술에 사용될 물체들 각각이 트랜스폰더를 이용하여 "태깅(tagging)"되고, 수술 시술이 끝나기 전에 외과 의사 또는 다른 요원은 송신기를 사용하여 환자 내에서의 임의의 태깅된 물체의 존재를 검출한다. 통상적으로, 송신기는 송신기의 범위 내의 임의의 트랜스폰더로부터의 응답을 트리거하기 위해 무선 또는 마이크로파 주파수의 무선 신호(wireless signal)를 방출한다. 이어서, 검출기가 트랜스폰더에 의해 반환되는 임의의 무선 신호를 검출한다.
트랜스폰더는 전형적으로, 흔히 간단히 "태그"라고도 지칭되는 무선 주파수 식별(RFID) 트랜스폰더로서 구성된다. 몇몇 태그는 배터리와 같은 내장 전원을 갖는 능동 트랜스폰더이며, 다른 태그는 RFID 판독기에 의해 송신되는 호출 신호(interrogation signal)로부터 반환 신호를 생성하기 위한 전력을 도출하는 수동 트랜스폰더이다.
몇몇 예에서, 무선 트랜스폰더 검출 시스템은 호출 신호를 매트(mat) 부근의 영역으로 자동 송신하기 위한 하나 이상의 안테나를 갖는 매트를 포함하여, 매트 상에 위치된 환자가 송신되는 호출 신호의 범위 내에 있도록 한다. 그러한 매트 기반 시스템들은 종종 트랜스폰더 검출 프로세스를 간소화하고 환자의 광범위한 스캔을 제공하며 수술 시간을 단축할 수 있는 그들의 능력으로 인해 선호된다.
전기수술의 분야에서, 조직의 절개 및/또는 누출 혈관의 소작에 대한 의료 절차는 고주파(RF) 전기 에너지를 이용하여 수행된다. 의료 기술 분야의 당업자에게 알려져 있는 바와 같이, 전기수술은 널리 사용되며, 절개 및 응고 둘 모두를 위한 단일 수술 도구의 사용의 이점을 포함한 많은 이점을 제공한다. RF 에너지는 파 발생기 또는 전기수술 유닛(Electro-Surgical Unit, ESU)에 의해 생성되고, 외과 의사에 의해 작동되는 핸드헬드 전극을 통해 환자의 조직에 전달된다.
단극(monopolar) 전기수술 발생기 시스템은 외과 의사에 의해 수술을 수행할 수술 부위에서 환자에게 적용되는 능동 전극, 및 환자로부터 다시 ESU로의 경로로서 작용하는 복귀 전극을 갖는다. 환자와 접촉하는 지점에서의 능동 전극은 조직을 절개하거나 응고시키는 수술 효과를 생성하기 위해 높은 전류 밀도를 생성하도록 크기가 작아야 한다. 능동 전극과 동일한 RF 신호를 운반하는 복귀 전극은 저밀도 전류가 환자로부터 복귀 전극으로 흐르게 하도록 환자와의 연통 지점에서 유효 표면적이 충분히 커야 한다.
트랜스폰더 검출 시스템 및 전기수술 복귀 전극의 분야의 발전이 이로웠지만, 개선의 여지가 남아 있다. 특히, 복귀 전극, 더 구체적으로는 큰 용량성 패드 유형의 복귀 전극이 사용되는 전기수술 시술 동안의 트랜스폰더 검출 시스템의 정확성 및 기능성이 사용시 여전히 문제로 남아있다. 더욱 상세하게는, 전기수술 복귀 전극은 종종 트랜스폰더 검출 시스템, 특히 매트 기반 트랜스폰더 검출 시스템의 호출 신호 및/또는 반환 신호를 방해할 것이며, 이는 트랜스폰더 검출 시스템의 비작동성 또는 감소된 작동성으로 이어질 수 있다.
따라서, 통합형 또는 개별 트랜스폰더 검출 시스템에서의 기능적이고 정확한 사용을 위해 구성된 전기수술 복귀 전극을 제공하는 것이 본 분야의 진보일 것이다.
본 발명은 충분한 전기수술 복귀 전극 기능성을 유지하면서 연관된 트랜스폰더 검출 유닛(예를 들어, RFID 트랜스폰더 송신기/판독기)으로부터의 자기, 전기 또는 전자기 호출 신호의 충분한 통과를 가능하게 하도록 구성된 복귀 전극을 개시함으로써 전술한 단점들 중 적어도 일부를 해결한다.
전형적으로, 트랜스폰더 검출이 요구되는 전기수술 시술에서, 복귀 전극은 트랜스폰더 검출 유닛(예를 들어, 매트 또는 패드)의 상부에 배치될 것이며, 이들 둘 모두는 테이블, 의자 또는 다른 환자 지지 구조물 상에 배치된다. 이어서, 환자가 전기수술 시술이 수행되는 동안에 복귀 전극 상에 배치될 수 있다. 유익하게는, 본 발명의 복귀 전극의 하나 이상의 특징부 및/또는 구성요소는 호출 신호가 트랜스폰더 검출 유닛으로부터 복귀 전극을 통해 환자 또는 환자의 표적 부분이 위치하는 영역으로 전달될 수 있게 하도록 구성되기 때문에, 복귀 전극의 제거 또는 환자의 조절/이동을 요구하지 않고 그리고 환자 위에서 보조 트랜스폰더 판독기 또는 송신기를 배치하거나 추가적인 트랜스폰더 검출 단계를 수행할 필요 없이, 환자 상에, 환자 내에 그리고/또는 환자 부근에 위치되는 트랜스폰더 태깅된 물체의 검출이 가능해진다.
몇몇 실시예에서, 복귀 전극은 전기수술 시술 동안에 독립형 또는 개별 트랜스폰더 검출 유닛과 함께 사용될 수 있는 독립형 또는 개별 유닛으로서 구성된다. 예를 들어, 복귀 전극의 몇몇 실시예가 개별 트랜스폰더 검출 유닛 상에 배치될 수 있다. 이어서, 환자는 복귀 전극 상에 적절히 위치될 수 있고, 복귀 전극 및 트랜스폰더 검출 유닛 둘 모두가 이용되면서 전기수술 시술이 수행될 수 있다. 대안적으로, 몇몇 실시예는 복귀 전극 기능성을 제공하면서 또한 트랜스폰더 검출 기능성을 가능하게 하도록 구성된 통합형 복귀 전극 및 트랜스폰더 검출 유닛(예를 들어, "원피스(one-piece)" 매트, 패드 또는 다른 구조물로서 형성됨)을 포함한다.
몇몇 실시예에서, 전기수술 복귀 전극은 전류를 전도하도록 구성되는 전도성 요소를 포함한다. 전도성 요소는 반대편의 제1 및 제2 주 표면(major surface)들을 가지며, 연관된 트랜스폰더 검출 유닛으로부터 상기 전도성 요소를 통한 자기, 전기 또는 전자기 호출 신호의 통과를 허용하도록 구성되는 구멍 어레이를 포함한다. 복귀 전극은 또한, 전도성 요소의 제1 주 표면에 인접하게 배치되는 환자 접촉 패드를 포함하고, 환자 접촉 패드는 환자가 환자 접촉 패드 상에 적어도 부분적으로 위치될 때 전도성 요소와 환자 사이에 배치되도록 구성된다. 전기수술 복귀 전극은, 제2 주 표면이 트랜스폰더 검출 유닛에 대면하는 상태로 트랜스폰더 검출 유닛 상에 적어도 부분적으로 위치가능하도록 구성된다.
몇몇 실시예에서, 전기수술 복귀 전극 및 트랜스폰더 검출 시스템이 트랜스폰더 검출 유닛, 및 트랜스폰더 검출 유닛 위에 위치되는 복귀 전극 유닛을 포함한다. 트랜스폰더 검출 유닛 및 복귀 전극 유닛은 트랜스폰더 검출 유닛이 복귀 전극 유닛 위의 표적 영역에 그리고 트랜스폰더 검출 유닛의 범위 내에 위치되는 트랜스폰더를 검출할 수 있게 하도록 동작가능하게 연관된다.
몇몇 실시예에서, 전기수술 환경에서 트랜스폰더를 검출하기 위한 방법이 전기수술 복귀 전극 및 트랜스폰더 검출 시스템 상에 적어도 부분적으로 환자를 위치시키는 단계를 포함한다. 이 방법은 또한, 환자의 적어도 일부분을 포함하거나 그 부근에 있는 표적 영역에 자기, 전기 또는 전자기 호출 신호를 전송하도록 트랜스폰더 검출 유닛을 작동시키는 단계, 및 표적 영역에서의 트랜스폰더의 존재를 나타내는 반환 신호를 트랜스폰더로부터 수신하는 단계를 포함한다.
본 발명의 상기 및 다른 이점 및 특징을 추가로 명확하게 하기 위해, 보다 특정한 설명이 첨부 도면에 예시된 그의 특정 실시예를 참조하여 제공될 것이다. 이들 도면은 본 발명의 단지 예시된 실시예를 도시하며, 따라서 그의 범주를 제한하는 것으로 고려되지 않아야 한다. 본 발명은 첨부 도면의 사용을 통해 추가로 구체적이고 상세하게 기술되고 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 하나 이상의 복귀 전극과 함께 사용가능한 트랜스폰더 검출 유닛을 예시한 도면.
도 2는 본 발명의 하나 이상의 복귀 전극과 함께 사용가능한 트랜스폰더 검출 유닛의 일 실시예의 분해도.
도 3은 전기수술 복귀 전극의 일 실시예를 예시한 도면.
도 4는 도 3의 전기수술 복귀 전극의 단면도.
도 5는 구멍 어레이를 갖는 전도성 요소를 구비하는 전기수술 복귀 전극의 일 실시예를 예시한 도면.
도 6 내지 도 8은 구멍 어레이를 갖는 전도성 요소를 구비하는 전기수술 복귀 전극의 대안 실시예들을 예시한 도면.
도 9는 전도성 트레이스(trace)를 갖는 전기수술 복귀 전극의 일 실시예를 예시한 도면.
도 10은 전기적으로 연결된 복수의 패널로서 형성된 전도성 요소를 갖는 전기수술 복귀 전극의 일 실시예를 예시한 도면.
도 11a 및 도 11b는 조절가능한 구멍 어레이를 갖는 전기수술 복귀 전극의 일 실시예를 예시한 도면.
도 12a 및 도 12b는 조절가능한 구멍 어레이를 갖는 전기수술 전극의 다른 실시예를 예시한 도면.
도 13 및 도 14는 전기수술 복귀 전극 및 트랜스폰더 검출 시스템의 실시예들을 예시한 도면.
본 명세서에 개시된 전기수술 복귀 전극은 RFID 트랜스폰더 검출 유닛과 같은 트랜스폰더 검출 유닛과의 동작가능 연관을 위해 구성된다. 본 명세서에 기술되는 바와 같이, 복귀 전극의 하나 이상의 구성요소 또는 특징부는 전기수술 목적을 위한 복귀 전극의 효과적인 사용을 가능하게 하면서, 또한 연관된 트랜스폰더 검출 유닛으로부터 복귀 전극의 일측을 통한 복귀 전극의 반대측의 표적 영역으로의 자기, 전기 또는 전자기 호출 신호의 전달을 가능하게 한다. 몇몇 실시예에서, 트랜스폰더 검출 유닛은 테이블, 의자 또는 다른 환자 지지 구조물 상에 배치되는 매트 또는 패드의 형태일 것이고, 복귀 전극은 환자가 복귀 전극 상에 위치되기 전에 트랜스폰더 검출 유닛의 상부에 위치된다. 다른 실시예에서, 복귀 전극 및 트랜스폰더 검출 유닛은 단일 유닛으로 통합된다. 어느 경우이든, 복귀 전극은 복귀 전극에 대해 환자를 재위치시킬 필요없이 그리고 환자 위에 보조 트랜스폰더 판독기 또는 송신기를 위치시킬 필요없이 환자 상에, 환자 내에 그리고/또는 환자 부근에 위치되는 트랜스폰더의 검출을 가능하게 한다.
트랜스폰더 검출 유닛
도 1은 본 명세서에 개시되는 전기수술 복귀 전극들 중 하나 이상과 함께 사용하기에 적합한 매트 기반 트랜스폰더 검출 유닛(100)의 일 실시예를 예시한다. 예시된 매트 기반 트랜스폰더 검출 유닛(100)은 매트(102), 전력 케이블(108)의 케이블 인터페이스(106)에 결합하기 위해 매트(102)로부터 연장되는 탭(tab)(104)을 포함한다. 전력 케이블(108)은 매트(102) 내에 배치된, 아래에서 더 상세히 논의되는 하나 이상의 안테나에 전류를 전달하도록 구성된다.
매트(102)는 침대, 수술 테이블, 의자, 또는 의료 시술 동안에 환자 또는 환자의 일부분을 지지하도록 기능하는 다른 구조물과 같은 환자 지지 구조물 상에 위치가능하도록 구성된다. 몇몇 실시예에서, 매트(102)는 환자 지지 구조물에 제거가능하게 부착가능하다. 예를 들어, 매트(102)는 매트(102)를 지지 구조물에 제거가능하게 고정하기 위한 하나 이상의 타이(tie), 클램프, 후크(hook) 및 루프(loop) 체결구, 밴드, 및/또는 다른 체결 수단을 포함할 수 있다.
트랜스폰더 검출 유닛(100)은 매트(102) 상에 위치된 환자 내에 또는 환자 상에, 또는 다르게는 검출 유닛(100)의 호출 장(interrogation field) 내에 있을 수 있는 하나 이상의 트랜스폰더(112)로 태깅된 물체(110)(예를 들어, 도시된 바와 같은 수술용 리넨 또는 헝겊(rag))의 존재 또는 부재를 확인하도록 동작가능하다. 예를 들어, 호출 신호에 대한 응답 신호의 수신은 검출 유닛(100)의 호출의 표적 영역 또는 표적 장 내의 트랜스폰더(112)의 존재를 나타낼 수 있다. 몇몇 실시예에서, 호출되는 트랜스폰더는 수동적이며, 연관된 응답 신호(들)는 추가적인 정보를 포함하지 않는다. 추가적으로 또는 대안적으로, 검출 유닛(100)은 하나 이상의 트랜스폰더에 인코딩되거나 저장된 정보를 판독하고, 하나 이상의 트랜스폰더의 메모리에 정보를 기입하고/하거나, 하나 이상의 트랜스폰더가 실행할 명령어 또는 명령을 트랜스폰더에 전송하도록 동작가능할 수 있다.
검출 유닛(100)의 매트(102)로부터 전송된 호출 신호에 응답하도록 구성된 트랜스폰더로 태깅될 수 있는 물체는 의료 기구(예를 들어, 전기수술 구성요소, 클램프, 지혈기(hemostat), 메스), 리넨, 스펀지, 거즈, 붕대, 패딩, 및/또는 의료 시술 동안에 사용되는 다른 물체를 포함한다.
몇몇 실시예에서, 하나 이상의 트랜스폰더는 무선 주파수 식별(RFID) 트랜스폰더, 바람직하게는 수동형 트랜스폰더이다. 하나 이상의 RFID 트랜스폰더는 고유 식별자를 저장하고, RFID 트랜스폰더로부터 정보가 판독되게 하고/하거나, RFID 트랜스폰더에 무선으로 전송된 정보를 저장하여 다양한 명령을 실행하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, RFID 트랜스폰더는 호출 신호의 수신시에 응답 신호를 단순히 방출하도록 구성된다.
도 2는 매트 기반 트랜스폰더 검출 유닛(200)의 일 실시예의 분해도를 예시한다. 도시된 바와 같이, 예시된 실시예는 전기 절연 재료로 형성된 기부 층(202)을 포함한다. 기부 층(202)은, 예를 들어 폴리에틸렌 필름의 형태를 취할 수 있고/있거나, 여러 겹의 재료로 구성된 라미네이트 구조물의 형태를 취할 수 있다.
예시된 검출 유닛(200)은 안테나(204)들을 또한 포함한다. 이 실시예에서, 안테나(204)들은 기부 층(202)에(예를 들어, 기부 층(202)의 하나 또는 둘 모두의 표면 상에 그리고/또는 기부 층(202)의 라미네이트 층들 사이에) 지지되고/되거나 결합된 전기 전도성 재료(예를 들어, 금속, 흑연, 그래핀)의 하나 이상의 트레이스로서 형성된다. 전도성 트레이스는 실크스크린 인쇄, 포토 에칭 또는 전자 산업에서 통상적으로 사용되는 다른 인쇄 또는 증착(예를 들어, 화학 기상 증착) 기술에 의해 형성될 수 있다.
안테나(204)들은 도시된 바와 같이 코일 안테나들(또는 대안적으로, 예를 들어 슬롯 또는 다이폴 안테나들)의 하나 이상의 선형 안테나 어레이들의 배열로서 위치될 수 있다. 다른 배열(예를 들어, 엇갈린 배열, 선형 또는 2차원 어레이가 없는 배열, 중첩 안테나)이 또한 사용될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 안테나 어레이는 환자의 신체 또는 환자의 표적 부분(예를 들어, 수술 부위를 둘러싸고 포함하는 부분)에 걸친 실질적으로 완전한 커버리지(coverage)를 제공하도록 구성된다. 다른 실시예는 예시된 것보다 더 많거나 적은 개수의 안테나 코일들을 포함할 수 있다.
예시된 실시예는 또한, 안테나(204)를 보호하고, 장치에 의해 지지되는 환자에게 압력 경감을 제공하고, 단열을 제공하고/하거나, 살균을 더 쉽게 하도록 구성된 다수의 중간 층(206a 내지 206e)을 포함한다. 예를 들어, (기부 층(202)의 반대 면들 상에 위치되는) 중간 층(206a) 및 중간 층(206b)은 안테나(204)들을 너무 예리하게 구부러지거나, 탈층되거나, 쪼개지는 것 등으로부터 보호하도록 구성될 수 있으며; 중간 층(206c)은 종래의 살균 기술을 사용하여 검출 유닛(200)을 살균하는 능력을 향상시키도록 구성된 열가소성 수지(예를 들어, 열가소성 폴리우레탄)로 형성될 수 있으며; 중간 층(206d)은 환자 압력 경감 및/또는 단열을 제공하도록 구성된 젤(gel) 층으로 형성될 수 있으며; 중간 층(206e)은 (예를 들어, 젤 층에 더하여) 환자 압력 경감 및/또는 단열을 제공하도록 구성된 폼(foam) 층으로 형성될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 중간 층(206a, 206b)은 원하는 수준의 보호를 제공하기에 충분한 강도를 갖는 규소로 형성된다. 몇몇 실시예에서, 중간 층(206a, 206b)은 약 0.10 내지 0.15 인치 두께 또는 약 0.125 인치 두께이다. 몇몇 실시예에서, 젤 층은 약 0.2 내지 0.3 인치 두께, 약 0.225 내지 0.275 인치 두께 또는 약 0.25 인치 두께이다. 몇몇 실시예에서, 폼 층은 약 0.25 내지 0.50 인치 두께 또는 약 0.375 인치 두께이다. 몇몇 실시예에서, 열가소성 수지 층은 약 0.001 내지 0.002 인치 두께 또는 약 0.0015 인치 두께이다.
예시된 실시예는 또한 커버(208a, 208b)들을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 커버(208a, 208b)들은 검출 유닛(200)의 다른 층들 위에서 딱 붙는 매끄러운 맞춤을 제공하도록 신장가능 재료(예를 들어, 나일론 폴리우레탄 라미네이트)로 형성된다. 몇몇 실시예에서, 저부 커버(208a)는 미끄럼 방지 재료로 형성되거나 그에 부착된다. 몇몇 실시예에서, 커버(208a, 208b)들은 검출 유닛(200)의 내부를 둘러싸거나 부분적으로 둘러싸도록 (예를 들어, 주연부 둘레에서) 서로 부착된다.
예시된 실시예는 커버들 및 복수의 중간 층을 포함하지만, 다른 실시예들은 하나 이상의 커버 또는 중간 층을 생략할 수 있거나 커버 및/또는 중간 층의 상이한 구성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 트랜스폰더 검출 유닛은 폼 층, 젤 층, 열가소성 수지 층 및/또는 보호 층 중 하나 이상을 생략할 수 있다. 아래에서 더 상세하게 기술되는 바와 같이, 트랜스폰더 검출 유닛들의 몇몇 실시예는, (예를 들어, 전기수술 복귀 전극이 별개 트랜스폰더 검출 유닛 상에 배치되는 다른 실시예들과 반대로) 통합형 트랜스폰더 검출 복귀 전극 시스템의 일부로서 전기수술 복귀 전극과 동작가능하게 연관되도록 구성된다. 예를 들어, 그러한 실시예들은 하나 이상의 중간 층을 생략할 수 있으며, 전형적으로 상부 커버를 생략하여 전기수술 복귀 전극 구성요소들이 트랜스폰더 검출 유닛의 다른 층들에 바로 인접하게 위치될 수 있게 할 것이다.
본 명세서에 기술되는 전기수술 복귀 전극들 중 하나 이상과 함께 사용하기에 적합한 매트 기반 트랜스폰더 검출 시스템이 또한 미국 특허 제9,136,597호 및 미국 특허 제8,264,342호에 기술되어 있으며, 이들의 개시 내용이 전체적으로 본 명세서에 포함된다.
전기수술 복귀 전극
본 명세서에 기술되는 전기수술 복귀 전극은 도 1 및 도 2와 관련하여 기술된 트랜스폰더 검출 유닛과 같은 하나 이상의 트랜스폰더 검출 유닛과 함께 동작가능하도록 구성된다. 몇몇 실시예에서, 복귀 전극은 전기수술 시술 동안에 독립형 또는 개별 트랜스폰더 검출 유닛과 함께 사용될 수 있는 독립형 또는 개별 유닛으로서 구성된다. 예를 들어, 복귀 전극의 몇몇 실시예가 개별 트랜스폰더 검출 유닛 상에 배치될 수 있다. 이어서, 환자는 복귀 전극 상에 적절히 위치될 수 있고, 복귀 전극 및 트랜스폰더 검출 유닛 둘 모두가 이용되면서 전기수술 시술이 수행될 수 있다. 대안적으로, 몇몇 실시예는 복귀 전극 기능성을 제공하면서 또한 트랜스폰더 검출 기능성을 가능하게 하도록 구성된 통합형 복귀 전극 및 트랜스폰더 검출 유닛(예를 들어, "원피스" 매트로서 형성됨)을 포함한다. 아래에서 더 상세히 기술되는 바와 같이, 본 발명의 (독립형 복귀 전극의 일부로서의 또는 통합형 복귀 전극 및 트랜스폰더 검출 유닛의 일부로서의) 복귀 전극 구성요소들은 정확하고 효과적인 트랜스폰더 검출을 가능하게 하면서 또한 효율적인 복귀 전극 기능성을 제공하도록 구성된다.
몇몇 실시예에서, 복귀 전극은, (1) 충분히 낮은 수준에서 환자의 표면 상에 복귀 전류 밀도를 유지할 수 있고, (2) 전기 에너지가 전기 복귀 경로 내의 임의의 위치에서 환자의 피부를 섭씨 6도(6℃) 초과만큼 가열하기에 충분히 집중되지 않도록 충분히 낮은 수준으로 전극과 환자 사이의 전기 임피던스를 유지할 수 있고, (3) 유효 표면적이 선택된 임계 수준 미만으로 감소되는 경우에 외과 의사가 외과 의사의 용구를 그의 전기수술 모드에서 효과적으로 사용하는 것을 지속하도록 용구에서 소산되는 불충분한 에너지가 있도록 하는 기하학적 구조 및 재료의 특성을 갖는 자가-제한(self-limiting) 복귀 전극이다. 그러한 기능성을 보여주는 복귀 전극 구성은, 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된, 미국 특허 출원 공개 제2015/0182280호로서 공개된 미국 특허 출원 제14/583,315호에 교시되어 있다.
본 발명의 복귀 전극은, 일정한 전력, 전압, 및/또는 전류 또는 가변 전력, 전압 및/또는 전류 발생기와 같은 그러나 이로 한정되지 않는 종래의 고주파 전력 발생기에 결합되도록 구성될 수 있다. 종래의 전기 전도체는 전형적으로 발생기를 외과 의사의 용구 및 전기수술 복귀 전극에 연결한다.
이제, 본 발명의 하나의 예시적인 실시예에 따른 전기수술 복귀 전극(332)을 예시하는 도 3 및 도 4를 참조한다. 도시된 실시예와 같은 복귀 전극은 전형적으로 발전기(electrical power generator)에 전기적으로 연결되며, 발전기는 또한 외과 의사의 용구에 전기적으로 연결된다. 도 3에서, 전기수술 복귀 전극(332)은 본 발명에 따른 전기수술 복귀 전극(332)이 상부 표면에 배치된 수술 테이블(330) 상에 사시도로 도시되어 있으며, 테이블(330)의 에지(edge)가 도면 부호 334에 의해 식별된다. 수술 테이블(330)은 도시된 바와 같이 휠 또는 롤러가 설비될 수 있는 종래의 다리(336a 내지 336d)들을 갖는 것으로 도시되어 있다. 테이블(330)은 처치 동안에 환자를 지지하는 지지 수단의 기능을 수행할 수 있는 하나의 구조물이다. 그러나, 다양한 다른 구성의 지지 수단이 가능하고, 필요한 기능을 수행할 수 있음이 당업자에 의해 이해될 수 있다. 예를 들어, 지지 수단은 의자, 판, 침대, 카트 등을 포함하지만, 이로 한정되지 않을 수 있다.
도 3 및 도 4에 예시된 바와 같은 복귀 전극(332)은 전도성 플라스틱, 고무 또는 다른 가요성 재료로 제조될 수 있다. 실리콘, 부틸 고무 또는 우레탄은 가요성일 뿐만 아니라 쉽게 세척가능하고 살균가능하기 때문에 특히 매력적인 재료인 것으로 밝혀졌다. 대안적으로, 복귀 전극의 몸체는 필요한 전도성을 제공하도록 변경되는 본질적으로 비교적 높은 저항의 가요성 재료로 제조될 수 있다. 후자의 바람직한 예는, 탄소 섬유와 같은 함침된 전도성 섬유가 존재하거나, 분포된 일정량의 다른 전도성 물질, 예를 들어 카본 블랙, 일정량의 금, 은, 니켈, 구리, 강, 철, 스테인리스강, 황동, 알루미늄 또는 기타 전도체가 존재하는 실리콘 고무 재료의 것이다.
도 3을 더 참조하면, 전기수술 무선 주파수 에너지원(도시되지 않음)으로의 종래의 전기적 복귀를 제공하기 위해 복귀 전극(332)에 부착된 종래의 전기 커넥터(338)의 존재가 보인다. 커넥터(338)는 복귀 전극에의 전기 연결을 이루기 위한 연결 수단의 기능을 수행할 수 있는 다른 구조물이다. 커넥터(338)는 원하는 기능을 수행하기 위한 하나의 가능한 구조물을 단지 예시하는데, 다양한 다른 구조물이 필요한 기능을 수행할 수 있음이 당업자에 의해 이해된다.
도 3에서, 테이블(330)의 전체 상부 표면이 복귀 전극(332)으로 덮이는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명의 원리를 실시하기 위해 전체적인 커버리지가 결코 요구되는 것이 아님이 이해되어야 한다. 따라서, 종래의 전기수술 발생기와 함께 사용될 때, 복귀 전극은 외과 의사의 수술 수행 능력을 방해하지 않음과 동시에 바람직하지 않은 조직 손상을 방지하기 위해 전형적으로 채용되는 RF 주파수에서 적절한 저항성, 용량성 또는 유도성 결합을 제공하기에 충분한 유효 작동 표면적을 제공하는 것만이 필요하다.
종래의 전기수술 주파수에서, 복귀 전극이 대략 수술 테이블 위에 누운 성인 환자의 몸통의 1/3 또는 의자에 앉은 환자의 엉덩이의 일부분의 투영된 윤곽보다 크지 않은 유효 작동 표면적만을 필요로 한다는 것이 밝혀졌다. 그러나, 유효 작동 표면적은, 몇몇 기하학적 구성에서 그리고 수술실 리넨들의 다양한 층이 전극 위에 배치되는 사례에서, 사용되는 재료에 따라 다를 것이다. 본 발명의 원리가 성공적으로 채용될 수 있고, 복귀 전극의 유효 작동 표면적은 그러한 상황들에서 통상적인 실험에 의해 결정될 수 있다. 소정 조건들 하에, 유효 작동 표면적은 약 7 제곱인치(또는 약 45 제곱센티미터) 정도로 작을 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 복귀 전극(332)은 형상이 직사각형인 것으로 도시되어 있지만, 본 발명에 따른 복귀 전극이 예를 들어 환자의 신체 중 몸통 또는 다른 주요 부분의 적어도 일부분의 실루엣을 따르는 윤곽을 갖거나 타원형일 수 있음이 분명할 것이다.
당업자는, 현재 사용되는 일회용 복귀 전극에 의해, 전극의 유효 크기를 약 3 제곱인치로 줄이는 것이 외과 의사의 수술 수행 능력을 방해하는 수준으로 RF 전류 흐름을 줄이지도, 환자 트라우마를 유발하는 수준으로 전류를 집중시키지도 않을 것임을 안다. 그러나, 환자의 신체로부터의 전극의 약간의 간격을 제공하기 위해, 본 발명에 따른 복귀 전극은 수술 가운(gown)에 의해 또는 사이에 가운이 전혀 없이 제공되는 것과 같은 환자의 피부로부터의 비교적 작은 간격과 함께 약 7 내지 약 11 제곱인치(약 45 ㎠ 내지 약 70 ㎠)의 최소 유효 표면적을 필요로 할 수 있다. 그러한 유효 표면적은 환자가 그의 상부 몸통의 적어도 일부분 이상의 크기인 전극 상에 위치되는 경우에 얻어지기 쉽다.
복귀 전극(332)이 수술 테이블(330) 상에 놓일 때, 전극의 상부 노출 표면 또는 작동 표면이 역시 낮은 복귀 전류 밀도를 가능하게 하도록 넓다는 것이 관찰될 것이다. 전극이 수술 테이블의 전체 표면 또는 의료, 치과 또는 다른 환자 의자의 전체 좌석 표면을 차지하는 것이 필요하지 않지만, 몇몇 경우에 환자의 엉덩이 또는 몸통의 일부분의 투영 면적의 표면적보다 더 큰 표면적을 제공하여, 환자 위치가 시술 과정 동안에 이동되는 경우에 환자의 충분한 부분이 전극 표면과 정합된 상태로 유지되어 유효 임피던스가 바람직한 범위 내로 유지되게 하는 것이 유리한 것으로 밝혀졌다.
따라서, 몇몇 실시예에서, 전극은 직접 또는 개재된 전도성 또는 비전도성 젤을 통해 환자와 직접 접촉할 필요가 없다. 게다가, 전극의 넓은 크기로 인해, 환자의 물리적인 윤곽에 맞게 전극을 맞춤 제작할 필요가 없다. 선택된 재료 및 기하학적 구조에 따라, 바람직한 자가-정정 및 자가-제한 특성이 약 7 제곱인치(또는 약 45 제곱센티미터) 정도의 작은 작동 표면적을 갖는 전극에서 달성될 수 있는 것으로 밝혀졌지만, 전극의 노출된 상부 작동 표면적의 바람직한 범위는 약 11 내지 1,500 제곱인치(또는 약 70 내지 9,680 제곱센티미터)의 범위에 있다. 강판 또는 점착성 패드보다 작동 표면적이 수 배 더 크게(전형적으로 적어도 10배 더 크게) 전극을 제조함으로써, 환자의 피부에 직접 또는 젤을 통한 직접적인 물리적 부착의 필요성이 제거된다.
이제, 도 3의 선 4-4를 따라 취해진 단순화된 단면을 예시하는 도 4에 주목한다. 도 4에 예시된 바와 같이, 복귀 전극(332)은 전도성 요소(340), 및 전도성 요소(340)의 반대 면들 상의 패드(342, 344)들을 포함한다. 전도성 요소(340)는 일 구성에서, 전도성 요소로서 채용될 때 환자에 대한 상해를 초래할 수 있는 수준 미만으로 전류 밀도를 유지할 유효 DC 저항을 초래할 전도성 플라스틱, 고무, 천(fabric) 또는 기타 가요성 재료로 제조된다. 다양한 재료가 필요한 임피던스를 제공하기에 적절할 수 있다. 예를 들어, 실리콘, 부틸 고무 또는 우레탄은 가요성일 뿐만 아니라 쉽게 세척가능하고, 소독가능하고, 살균가능하기 때문에 전도성 요소(340)에 대한 특히 매력적인 재료인 것으로 밝혀졌다. 대안적으로, 다른 실시예에서, 전도성 요소(340)는 필요한 전도성을 제공하도록 변경되는 본질적으로 비교적 높은 저항의 가요성 재료로 제조될 수 있다. 후자의 일례는 함침된 전도성 섬유, 예를 들어 카본 블랙, 일정량의 금, 은, 니켈, 구리, 강, 철, 스테인리스강, 황동, 알루미늄 또는 기타 전도체가 존재하는 실리콘 고무 재료의 것이다.
몇몇 실시예에서, 전도성 요소(340)는 마이크로파 방사선, 적외(IR) 방사선, 자외(UV) 방사선, X-선 방사선, 무선 주파수(RF) 등과 같은 그러나 이로 한정되지 않는 전자기 방사선의 하나 이상의 파장에 실질적으로 투과성이도록 하는 재료로 제조되고/되거나 크기 및 형상으로 구성된다. 이는, 복귀 전극(332)의 다른 구성요소들이 전자기 방사선의 하나 이상의 파장에 투과성일 때, 전도성 요소(340) 및 복귀 전극(332)이 전자기 방사선의 특정 파장들을 사용하는 소정의 의료 시술의 수행 동안에 제위치에 유지되게 한다. 후술되는 바와 같이, 전도성 요소는 연관된 트랜스폰더 검출 유닛에 의해 발생되는 자기장이 전도성 요소를 통해 그리고 복귀 전극을 통해 충분히 통과하게 하도록 구성될 수 있다.
전도성 요소(340)가 전극의 기능들을 수행할 수 있는 한, 즉 전류를 통과시킬 수 있는 한, 전도성 요소(340)가 다양한 다른 구성을 가질 수 있음이 당업자에 의해 이해될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 전도성 요소(340)는 전기수술 무선 주파수 에너지원(도시되지 않음)에 대한 복귀 전극(332)의 연결을 용이하게 하는 얇은 고 전도성의 하부 층을 포함한다. 다른 대안 실시예에서, 전도성 요소(340)는 다수의 전도체 층으로 구성된다. 또 다른 실시예에서, 전도성 요소(340)는 전술된 자가-제한 전기수술 전극과 유사하게 내부 전도성 층을 실질적으로 둘러싸는 외부 유전성 층을 포함한다.
도 4를 다시 참조하면, 패드(342, 344)들이 전도성 요소(340)의 반대 면들 상에 배치된다. 알 수 있는 바와 같이, 패드(342)는 외측 표면(346) 및 내측 표면(348)을 갖는다. 외측 표면(346)은 환자의 표면에 대항하여 배치되도록 구성되는(이에 의해, 복귀 전극(332)의 작동 표면으로서 작용함) 반면에, 내측 표면(348)은 전도성 요소(340)의 옆에 배치된다. 몇몇 실시예에서, 내측 표면(348)은, 패드(342)와 전도성 요소(340) 사이에서의 공기 기포 또는 분리를 방지하기 위해, 예를 들어 접착제로 전도성 요소(340)에 고정된다. 패드(342)는, 개별적으로 형성되어 에지들 주위에서 함께 고정되거나 일체로 형성되는 외측 및 내측 커버 층들을 포함할 수 있다. 외측 및 내측 커버 층들은 외측 및 내측 표면(346, 348)들을 한정할 수 있다. 외측 및 내측 커버 층들은 우레탄, 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리올레핀, 폴리비닐 클로라이드, PET 등과 같은 다양한 재료로 형성될 수 있다. 이하에서 논의되는 충전 재료(352)가 외측 커버 층과 내측 커버 층 사이에 배치될 수 있다.
패드(342)와 유사하게, 패드(344)는 외측 표면(354) 및 내측 표면(356)을 포함한다. 내측 표면(356)은 전도성 요소(340) 옆에 배치된다. 외측 표면(354)은 지지 표면(예를 들어, 수술 테이블, 의자 등) 상에 배치되거나, (도 1 및 도 2에 묘사된 트랜스폰더 검출 유닛과 같은) 트랜스폰더 검출 유닛 상에 배치되거나, 원피스 시스템 또는 매트의 일부로서 다른 트랜스폰더 검출 구성요소 또는 층에 부착되도록 구성된다. 외측 및 내측 커버 층(346, 348)들과 마찬가지로, 외측 표면(354) 및 내측 표면(356) 중 하나 또는 둘 모두는 우레탄, 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리올레핀, 폴리비닐 클로라이드, PET 등과 같은 다양한 재료로 형성된 커버 층에 부착되거나, 커버 층에 의해 한정되거나, 커버 층에 의해 경계가 정해질 수 있다. 패드(342)와 마찬가지로, 내측 표면(356)은, 패드(344)와 전도성 요소(340) 사이에서의 공기 기포 또는 분리를 방지하기 위해, 예를 들어 접착제로 전도성 요소(340)에 고정될 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 패드(344)의 에지는 전도성 요소(340)가 사이에 배치되는 상태로 패드(342)의 에지에 고정될 수 있다. 또한, 패드(342)처럼, 패드(344)는 충전 재료를 포함할 수 있다.
패드(342, 344)에 사용된 충전 재료는 복귀 전극(332)에 약간의 압력 감소 특성을 제공할 수 있다. 보다 구체적으로는, 패드(342, 344)들이 한정된 체적의 충전 재료를 보유하므로, 개인이 복귀 전극(332) 상에 받쳐져 있을 때, 충전 재료는 충전 재료 전체에 걸쳐 환자의 하향 힘을 분산시킴으로써, 뼈의 돌기들이 위치되는 환자의 해부학적 구조의 부분들에 가해지는 점하중(point force)을 감소시킨다. 그럼에도 불구하고, 본 명세서의 다른 곳에서 논의되는 바와 같이, 패드(342, 344)들은 환자와 전도성 요소(340) 사이의 충분한 결합을 보장하기 위해 비교적 얇다. 따라서, 긴 수술 시술 동안과 같은 몇몇 상황에서, 복귀 전극(332)과 조합하여 별개의 압력 감소 패드를 사용하여 환자 상에서의 압력 상처의 형성을 방지하거나 환자의 편안함 수준을 증가시키는 것이 바람직하거나 필요할 수 있다.
패드(342, 344)들에 사용된 충전 재료는 패드(342, 344)들 각각을 통한 전류 흐름을 방지하기 위해 유전성 층으로서 작용할 수 있다. 대안적으로, 충전 재료는 재료를 통한 전류의 전달을 돕기 위해 전도성 재료의 형태를 취할 수 있다. 또한, 충전 재료는 전기수술 시술 동안에 열 분산을 위한 열 질량(thermal mass)을 제공할 수 있다. 충전 재료에 의해 제공되는 열 질량은 환자 신체 전체에 걸친 열의 분산을 돕고, (예를 들어, 복귀 전극(332)의 자가-제한 특성과 조합하여) 환자에 화상을 입힐 수 있는 고온 점(hot spot)에 대한 가능성을 실질적으로 제거한다. 결과적으로, 충진 재료에 사용되는 물질은 전기수술 시술 동안에 다수의 기능을 수행할 수 있다.
일반적으로, 충전 재료는 복귀 전극(332)에 대해 요구되는 압력 감소, 유전성 및/또는 전도성 특성에 따라 하나 이상의 고체, 액체, 기체 또는 이들의 조합의 형태를 취할 수 있다. 예를 들어, 예시적인 일 실시예에서, 충전 재료는 소르보탄(SORBOTHANE)과 같은 낮은 경도 수준을 갖는 탄성중합체 젤이다. 소르보탄에 더하여, 우레탄, 실리콘, 친수성 탄성중합체 또는 하이드로젤, 비닐, 비닐 알코올 또는 다른 유사한 재료 및 기술의 중합체 화학물질에 기초한 것들과 같은 그러나 이로 한정되지 않는 다양한 다른 탄성중합체 젤이 사용될 수 있다. 또한, 충전 재료는 물, 염수, 수계(water based) 재료, 전도성 오일 등의 형태를 취할 수 있다. 더 또한, 충전 재료는 고체이지만 가요성인 폼 유형 재료의 형태를 취할 수 있다.
복귀 전극이 원피스 시스템 또는 매트로서 트랜스폰더 검출 구성요소 또는 층과 통합된 것들과 같은 몇몇 실시예에서, 패드(344)는 도 2와 관련하여 논의된 중간 층(206b 내지 206e)들 중 하나 이상으로서 형성될 수 있다. 그러한 실시예에서, 호출기 또는 판독기가 외측 표면(354)에서 패드(344)에 결합(예로서, 접착)될 수 있다. 예를 들어, (기부 층(202) 및 안테나(204)들과 같은) 기부 층 및 하나 이상의 안테나, 및 선택적으로 다른 중간 층들이 외측 표면(354)에 접착되거나 달리 부착될 수 있다. 이어서, 몇몇 실시예에서, 통합형 원피스 매트 또는 시스템을 둘러싸기 위해 하나 이상의 추가 커버 재료가 사용될 수 있다.
복귀 전극(332), 전도성 요소(340) 및/또는 패드(342, 344)들을 형성하는 재료들은 환자로부터 전도성 요소(340)로의 전류의 통과를 적어도 부분적으로 제어한다. 이와 같이, 일 실시예에서, 패드(342 및/또는 344)들은 절연성이다. 대안적인 구성에서, 패드(342 및/또는 344)들은 전도성일 수 있고, 환자로부터 전도성 요소(340)로의 전류의 통과를 도울 수 있다. 복귀 전극(332)이 본 명세서에 기술되는 자가-제한 특성을 제공하는 한, 복귀 전극(332)의 다양한 요소들, 즉 전도성 요소(340) 및/또는 패드(342, 344)들은 하나 이상의 저항성, 유도성 및/또는 용량성 인덕턴스 구성요소들을 복귀 전극의 벌크 임피던스에 제공할 수 있다. 이러한 방식으로, 복귀 전극(332)은 자가-제한적이면서 또한 적어도 약간의 압력 감소 특성을 제공한다.
패드(342, 344)들을 형성하는 데 사용되는 재료에 더하여, 패드(342, 344)들 및 전도성 요소(340)의 두께 및 배열은 환자로부터 전도성 요소(340)로의 전류 전달에 영향을 미칠 수 있다. 비제한적인 예로서, 패드(342)의 외측 표면(346)과 전도성 요소(340) 사이의 거리는 복귀 전극(332)의 외측 표면(346) 상에 놓이는 환자와 전도성 요소(340) 사이의 용량성 결합에 영향을 미칠 수 있다. 이러한 용량성 결합을 통해, 전기수술 동안에 사용되는 전류가 환자로부터 복귀 전극(332)으로 통과된다. 본 명세서에서의 개시 내용에 비추어 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 환자와 복귀 전극(332) 사이의 용량성 결합은 복귀 전극(332)의 자가-제한 특성과 직접 관련될 수 있다. 따라서, 외측 표면(346)과 전도성 요소(340) 사이의 거리를 변화시킴으로써, 환자와 복귀 전극(332) 사이의 용량성 결합이 조절될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 패드(342, 344)들 중 하나 또는 둘 모두는 약 0.02 인치 내지 약 0.120 인치의 대략적인 두께를 갖는다. 다른 실시예에서, 패드(342, 344)들 중 하나 또는 둘 모두는 약 0.10 인치, 약 0.09 인치, 약 0.075 인치, 약 0.06 인치, 약 0.05 인치, 약 0.03 인치 또는 약 0.02 인치 미만의 대략적인 두께를 갖는다. 몇몇 실시예에서, 복귀 전극(332)은 약 0.135 인치 이하의 총 두께를 갖는다. 몇몇 실시예에서, 패드(342, 344)들의 두께를 약 0.120 인치, 약 0.10 인치, 약 0.09 인치, 약 0.075 인치, 약 0.06 인치, 약 0.05 인치, 약 0.03 인치 또는 약 0.02 인치 이하로 제한하는 것은 복귀 전극(180)이 환자로부터 전도성 요소(340)로 전달되는 전류의 불균일한 분포를 허용하는 저항 수준을 제공할 수 있게 할 수 있다.
패드(342, 344)들의 두께를 조절하는 것(예를 들어, 본 명세서에서 식별되는 치수로 두께를 제한하는 것)에 더하여 또는 그 대안으로서, 패드(342, 344)들에 사용되는 재료 또는 그 재료의 일부분의 유전 상수가 복귀 전극(332)에 의해 제공되는 용량성 결합 및/또는 저항의 원하는 수준을 달성하도록 조절될 수 있다. 패드(342, 344)들을 형성하는 데 사용되는 재료들은 그들의 유전 상수의 값에 적어도 부분적으로 기초하여 선택될 수 있다. 유사하게, 패드(342, 344)들에 사용되는 재료 또는 그 일부분은 원하는 용량 및/또는 저항을 제공하기 위해 그들의 유전 상수를 조절하도록 (예를 들어, 도핑에 의해) 변경될 수 있다.
트랜스폰더 검출 및 복귀 전극 시스템
전술된 바와 같이, 본 발명의 실시예들은, 예를 들어 정확한 트랜스폰더 검출을 보장하기 위해 시술 동안에 환자가 조절 또는 이동되는 것을 요구하지 않고 전기수술 복귀 전극이 트랜스폰더 검출 시스템과 함께 사용될 수 있게 하도록 구성되는 하나 이상의 특징부 및/또는 구성요소를 포함한다.
트랜스폰더 검출이 요구되는 전기수술 시술에서, 본 발명에 따른 복귀 전극은 트랜스폰더 검출 유닛(예를 들어, 매트 또는 패드)의 상부에 배치될 것이며, 이들 둘 모두는 테이블 또는 다른 환자 지지 구조물 상에 배치된다. 이어서, 환자가 전기수술 시술이 수행되는 동안에 복귀 전극 상에 배치될 수 있다. 유익하게는, 복귀 전극의 하나 이상의 특징부 및/또는 구성요소는 호출 신호가 트랜스폰더 검출 유닛으로부터 복귀 전극을 통해 환자 또는 환자의 표적 부분이 위치하는 영역으로 전달될 수 있게 하도록 구성되기 때문에, 트랜스폰더 태깅된 물체의 검출은 복귀 전극의 제거 또는 환자의 조절/이동을 필요로 함이 없이 가능해진다.
도 5는 복귀 전극(420)의 사시도를 예시한다. 복귀 전극(420)은 몇몇 태양에서 본 명세서에 기술된 다른 실시예들과 유사하거나 동일할 수 있다. 예를 들어, 복귀 전극(420)은 전도성 요소, 커넥터(422), 및 전도성 요소의 각각의 면 상에 배치된 패드를 포함한다. 복귀 전극(332)과 마찬가지로, 복귀 전극(420)은 뒤집힐 수 있다. 즉, 복귀 전극(420)은 전기수술 시술 동안에 작동 표면으로서 교번적으로 사용될 수 있는 반대편의 2개의 주 표면을 가질 수 있으며, 반대편 표면은 트랜스폰더 검출 유닛을 향해 배향될 수 있다.
이 실시예에서, 전도성 요소는 전도성 요소를 통해 연장되는 복수의 구멍 또는 개구(424)를 한정한다. 복수의 구멍을 갖는 전도성 요소의 실시예는 유익하게는, 복귀 전극의 하나의 주 표면으로부터 다른 주 표면으로의 호출 신호의 충분한 전송을 허용하여서, 복귀 전극을 이용하여 인접되거나 일체로 부착되거나 달리 동작가능하게 연관된 트랜스폰더 검출 시스템의 사용을 가능하게 하는 능력을 보였다. 예를 들어, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 트랜스폰더 검출 유닛이 작동 중일 때, 호출 신호는 하나 이상의 안테나(예로서, 코일)를 통한 전류의 통과에 의해 발생되는 자기장, 전기장 또는 전자기장의 형태로 전송된다. 전도성 요소의 구멍을 적절하게 구성하고 배치함으로써, 생성된 호출 신호의 충분한 양의 자기장, 전기장 또는 전자기장 선들이 복귀 전극을 통해 전달될 수 있어, (예를 들어, 환자가 배치될 수 있는) 복귀 전극 너머의 표적 영역 내에 위치되는 임의의 트랜스폰더로부터 응답 신호를 유도한다.
예시된 실시예에서, 복수의 구멍(424)은 3개의 분포 영역에 배열된다. 제1 분포 영역(426)은 복귀 전극(420)의 중심 부근에 위치된다. 알 수 있는 바와 같이, 제1 분포 영역(426) 내에 비교적 적은 구멍들이 있고, 이들은 서로 떨어져 퍼져있다. 제2 분포 영역(428)은 제1 분포 영역(426) 주위에 동심원으로 배치된다. 제2 분포 영역(428)은 제1 분포 영역(426)보다 높은 밀도의 구멍(424)들을 포함한다. 제3 분포 영역(430)은 제2 분포 영역(428) 주위에 동심원으로 배치되고, 제1 및 제2 분포 영역(426, 428)들보다 높은 밀도의 구멍(424)들을 포함한다. 몇몇 다른 실시예에서, 구멍들은 복귀 전극의 일 부분으로부터 다른 부분으로의 실질적인 밀도 변화없이 전도성 요소 전체에 걸쳐 균일하게 이격되어 있다. 또 다른 실시예에서, 영역(426)은 영역(428 및/또는 430)보다 높은 밀도의 구멍들을 가질 수 있다. 유사하게, 몇몇 실시예에서, 영역(428)은 영역(426 및/또는 430)보다 높은 밀도의 구멍들을 가질 수 있다.
구멍(424)들은 형상이 원형인 것으로 예시되어 있지만, 구멍은 (이하에서 논의되는 바와 같이) 직사각형, 정사각형, 타원형, 삼각형 등을 포함하는 실질적으로 임의의 형상을 가질 수 있음이 이해될 것이다. 또한, 구멍(424)들은 분포 영역들 각각 내에서 대체로 균일한 분포를 갖는 것으로 예시되어 있지만, 구멍들은 또한 분포 영역들 중 하나 이상 내에서 불균일한 분포를 가질 수 있다. 또한, 분포 영역(426, 428, 430)들은 대체로 직사각형인 것으로 예시되어 있지만, 분포 영역들은 실질적으로 임의의 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 분포 영역은 원형, 타원형, 직사각형 등일 수 있다. 또한, 분포 영역(426, 428, 430)들은 대체로 개별적인 영역들인 것으로(예를 들어, 각각의 영역이 특정 구멍 밀도를 가짐) 예시되어 있지만, 분포 영역들은 덜 개별적이며, 더 연속적으로 변화할 수 있다(예를 들어, 구멍 분포 밀도는 복귀 전극의 중심으로부터 멀리 연속적으로 감소 또는 증가함). 예를 들어, 구멍들의 분포 밀도는 분포 영역들 중 하나 이상 내에서 그리고/또는 다수의 분포 영역에 걸쳐 점진적으로 변할 수 있다. 예로서, 구멍들은 동심 링(ring)들 내에 형성될 수 있으며, 이때 각각의 링은 인접한 내부 링의 구멍 밀도보다 덜 조밀한 구멍 밀도를 갖는다.
(예를 들어, 트랜스폰더 검출 유닛으로부터의 호출 신호의 일부로서의) 자기장, 전기장 또는 전자기장 선들의 통과를 가능하게 하는 기능에 더하여, 전도성 요소의 구멍(424)들은 환자와 전도성 요소 사이의 용량성 결합에 영향을 줄 수 있다. 전도성 요소 내의 더 적은 또는 덜 조밀하게 배열된 구멍들을 갖는 영역들은 더 많은 또는 더 조밀하게 배열된 구멍들을 갖는 영역들보다 더 양호한 용량성 결합을 허용할 것이다. 그 결과, 상이한 구멍 분포 영역들은 미국 특허 출원 제14/583,315호에서 논의된 불균일한 전류 밀도 특징을 제공할 수 있다. 따라서, 예를 들어 영역(426)은 작은 환자(예를 들어, 5 ㎏ 미만)에 충분한 용량성 결합을 제공할 수 있는 반면, 영역(228, 230)들은 중간 환자(예를 들어, 5 ㎏ 내지 15 ㎏) 및 큰 환자(예를 들어, 15 ㎏ 이상) 각각에 충분한 용량성 결합을 제공한다.
복귀 전극(420)과 유사한 복귀 전극이 3개보다 적거나 많은 구멍 분포 영역을 포함할 수 있음이 이해될 것이다. 또한, 상이한 구멍 분포 영역들은 서로에 대해 다르게 배열될 수 있다. 예를 들어, 구멍 분포 영역(426)은 단부 부근에 그리고 복귀 전극의 폭의 적어도 일부분을 따라 배열될 수 있다. 다른 실시예에서, 2개의 구멍 분포 영역(426)이 포함될 수 있는데, 하나는 복귀 전극의 제1 단부 부근에 있고, 두번째 복귀 전극은 복귀 전극의 제2 단부 부근에 있을 수 있다. (예를 들어, 하나 초과가 포함되는 실시예에서) 다양한 구멍 분포 영역은 하나 이상의 시각적 표시기(visual indicator)를 통해 시각적으로 식별가능할 수 있다. 예를 들어, 각각의 영역은 컬러 코딩되거나, 라벨링되거나, 영역 식별 표지를 가질 수 있다. 하나 이상의 시각적 표시기는, 예를 들어 환자의 체중에 기초하여, 특정 환자를 위한 복귀 전극 상의 최상의 위치를 식별할 수 있다.
도 6은 복귀 전극(520)의 다른 실시예를 도시하는데, 복귀 전극은 전도성 요소 및 복귀 전극(520)의 나머지를 통한 자기장, 전기장 또는 전자기장 호출 신호의 충분한 통과를 허용하도록 구성된 복수의 구멍(524)을 갖는 전도성 요소를 구비한다. 도 6에 예시된 실시예는 도 5에 예시된 실시예와 유사할 수 있고, 따라서 도 6에 예시된 실시예의 설명은 실시예들 사이의 차이점에 초점을 맞출 것이다. 도시된 바와 같이, 복수의 구멍(524)은 전도성 요소 내에서 슬릿들로서 형성된다. 이 실시예에서, 슬릿들은 복귀 전극(520)의 길이방향 축에 평행하도록 배열된다. 다른 실시예에서, 슬릿들은 길이방향 축을 가로질러(예를 들어, 길이방향 축에 대해 수직으로 또는 길이방향 축으로부터 어느 하나의 방향으로 약 15, 30, 45, 60 또는 75도의 각도로 배치되어) 배열될 수 있다. 예를 들어, 도 7에 예시된 실시예는 복귀 전극(620)의 길이방향 축에 수직으로 배열된 슬릿들로서 형성된 복수의 구멍(624)을 포함한다.
당업자는 본 개시 내용에 비추어, 다른 실시예들에서 슬릿들이 전도성 요소 상에 불균일하게 배향될 수 있음을 인식할 것이다. 몇몇 실시예에서, 복귀 전극은 길이방향 축을 갖지 않을 수 있다(예를 들어, 전반적인 정사각형, 원형, 타원형, 또는 다른 대칭 형상을 가질 수 있음). 몇몇 실시예에서, 슬랫(slat)들이 포함될 수 있고, 복귀 전극의 길이방향 축 및/또는 하나 이상의 주변 에지에 대해 일정 각도로 배열될 수 있다.
예시된 실시예에서, 복귀 전극(520)은 전도성 요소를 가로질러 분포된 3개의 구멍(예를 들어, 슬릿)을 포함한다. 다른 실시예들은 약 2 내지 20개, 또는 약 3 내지 10개, 또는 약 4 내지 8개의 구멍을 포함한다.
도시된 바와 같이, 구멍들은 전도성 요소의 표면 영역을 가로질러 실질적으로 균일하게 분포될 수 있다. 다른 실시예들은 전도성 요소의 다른 영역들에 비해 더 크거나 더 작은 밀도의 구멍들을 갖는 영역들 및/또는 상이한 크기 또는 형상의 구멍들을 갖는 영역들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 전도성 요소 실시예는 복귀 전극의 유효 표면적(즉, 환자와 전기 접촉을 이루고 환자로부터의 전류를 받기 위해 사용되는 면적)으로서 가장 흔히 이용되는 전도성 요소의 영역들에서 더 적은 양의 구멍들을 갖고, 유효 표면적으로서 덜 자주 이용되는 영역들에서 더 높은 밀도의 구멍들을 가질 수 있어서, 복귀 전극의 적절한 기능에 충분한 전기 접촉을 보장하면서 또한 자기장, 전기장 또는 전자기장 신호의 전도성 요소를 통한 충분한 통과를 허용할 수 있다(예를 들어, 도 5 참조). 다른 예에서, 전도성 요소가 검출 유닛 위에 부착되거나 위치될 때 트랜스폰더 검출 유닛의 안테나의 상부에 더 직접 놓이는 전도성 요소의 영역들에서 구멍들의 개수가 증가될 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 하나 이상의 구멍의 구성은 전도성 요소의 소정 영역들에서 상이할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예는 연관된 트랜스폰더 검출 유닛으로부터의 자기, 전기 또는 전자기 신호의 통과를 보장하기 위해 복귀 전극의 유효 표면적으로서 덜 자주 사용되는 영역들에서 더 큰 구멍(예를 들어, 더 넓고/넓거나 더 긴 슬릿, 더 큰 직경)들을 포함할 수 있는 반면, 복귀 전극과 접촉하는 환자로부터의 충분한 전기적 복귀를 보장하기 위해 복귀 전극의 유효 표면적으로서 더 자주 사용되는 영역들에서 더 작은 구멍들을 포함할 수 있다.
유사하게, 하나 이상의 구멍 자체가 더 작고 더 큰 상대적인 섹션들로 구성될 수 있다. 도 8은 그러한 실시예의 일례를 예시한다. 도시된 바와 같이, 복귀 전극(720)의 구멍(724)들은 영역(739)(예를 들어, 복귀 전극(720)의 중심 부근)에서 더 좁고 더 큰 주변 영역들에서 더 넓도록 테이퍼형 구성을 갖는다.
몇몇 실시예에서, 전도성 요소는 복귀 전극의 표면적(예를 들어, 상부 표면과 같은 하나의 주 표면의 평면도 표면적)의 약 10 내지 90%가 복귀 전극 상에 위치된 환자로부터의 전류를 전도할 수 있는 반면에, 나머지 표면적이 연관된 트랜스폰더 검출 유닛으로부터의 자기, 전기 또는 전자기 신호의 충분한 통과를 제공하는 구멍 또는 구멍 어레이와 연관되도록 구성된다. 다른 실시예들에서, 복귀 전극의 표면적의 약 20, 30, 40, 50, 60, 70 또는 80% 또는 그러한 값들 중 임의의 2개의 값 사이의 범위는 복귀 전극 상에 위치된 환자로부터의 전류를 전도할 수 있는 반면, 나머지 표면적은 연관된 트랜스폰더 검출 유닛으로부터의 자기, 전기 또는 전자기 신호의 충분한 통과를 제공하기 위한 구멍들과 연관된다.
도 9는 연관된 트랜스폰더 검출 유닛과 함께 동작하도록 구성된 복귀 전극(820)의 다른 실시예를 예시한다. 이 실시예에서, 전도성 요소는 전도성 재료의 트레이스(824)로부터 적어도 부분적으로 형성된다. 트레이스(824)는 복귀 전극(820)에 통합되는 자기장, 전기장 또는 전자기장 투과성 시트(예를 들어, 가요성 중합체 기반 시트 및/또는 천 재료의 섹션)에 적용될 수 있다. 트레이스(824)는 전기수술 시술 동안에 복귀 전극(820)이 기능할 수 있게 하기에 충분한 환자로부터의 전도를 제공하면서 또한 연관된 트랜스폰더 검출 유닛으로부터의 자기, 전기 또는 전자기 신호에 대한 투과성(transparency)을 제공하기에 충분한 양의 표면적을 남기도록 적용된다.
도 10은 복수의 상호 접속된 패널(924)로 형성된 전도성 요소를 갖는 복귀 전극(920)의 다른 실시예를 예시한다. 패널들은 하나 이상의 커넥터(932)에 의해 연결될 수 있다. 도시된 바와 같이, 커넥터(932)는 많은 표면적을 차지하지 않으면서 복귀 전극(920) 내의 개별 패널들 사이의 전기 연통을 제공하도록 구성되는 얇은 스트립 또는 와이어로 형성될 수 있다. 패널(924)들은 복귀 전극(924)에 대한 충분한 자기, 전기 또는 전자기 투과성을 제공하기 위해 인접한 패널들 사이에 충분한 간극들을 남기도록 배열된다. 전도성 요소는 약 0.25 내지 18 인치, 또는 약 0.5 내지 12 인치, 또는 약 1 내지 6 인치, 또는 약 1 내지 3 인치의 범위인 간극들을 인접 패널들 사이에 제공하도록 구성될 수 있다.
도 11a 및 도 11b는 조절가능한 자기 투과성을 제공하도록 구성되는 복귀 전극(1020)의 다른 실시예를 예시한다. 예시된 실시예는 복수의 조절가능 슬랫(1025)으로 형성된 전도성 요소를 포함한다. 도 11a에 예시된 구성(즉, 폐쇄 구성)에서, 조절가능 슬랫(1025)들은 복귀 전극(1020)의 평면도 표면적의 대부분 또는 전부를 차지하도록 배향된다. 슬랫(1025)들은 도 11a의 폐쇄 구성으로부터 도 11b에 단면도로 예시된 개방 구성으로 이동가능하도록 구성된다. 도 11b에 도시된 바와 같이, 슬랫(1025)들은 슬랫(1025)들 사이에 복수의 간극(1024)을 제공하도록 회전된다. 슬랫(1025)들을 이러한 구성으로 위치시키는 것은 연관된 트랜스폰더 검출 유닛으로부터의 자기장, 전기장 또는 전자기장 선들의 충분한 통과를 제공할 수 있다. 이 실시예에 의해 도시된 바와 같이, 조절가능 전도성 요소는 블라인드-유사 방식으로 회전하도록 구성되는 복수의 슬랫으로서 형성될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 전도성 요소의 조절가능 구성요소는 복귀 전극 상에 배치된 환자를 이동시키거나 재위치시킬 필요없이 조절가능하도록 구성된다. 일례로서 도 11a 및 도 11b의 실시예를 사용하면, 복귀 전극은 전도성 요소를 둘러싸는 적절한 틈새 및 구조적 특징부로 구성되어, 폐쇄 구성으로부터 개방 구성으로 또는 그 반대로 슬랫(1024)들의 이동을 허용할 수 있다. 이에 더하여 또는 대안적으로, 복귀 전극 상에 위치된 환자로 인해 가해지는 압력을 받을 때에도 원하는 위치 조절 및 재배향을 허용할 만큼 충분히 가요성인 재료로 형성될 수 있다.
도 11a 및 도 11b에 예시된 실시예는 복귀 전극(1020)의 길이방향 축에 횡방향으로 배향된 복수의 슬랫(1025)을 도시하지만, 당업자는 본 개시 내용에 비추어 다른 실시예에서 그러한 슬랫들이 복귀 전극의 길이방향 축에 평행하게 배향될 수 있음을 인식할 것이다. 다른 실시예들에서, 복귀 전극은 길이방향 축을 갖지 않을 수 있다(예를 들어, 전반적인 정사각형, 원형, 타원형, 또는 다른 대칭 형상을 가질 수 있음). 몇몇 실시예에서, 슬랫들이 포함될 수 있고, 복귀 전극의 길이방향 축 및/또는 하나 이상의 주변 에지에 대해 일정 각도로 배열될 수 있다.
도 11a 및 도 11b에 도시된 것들과 같은 복귀 전극의 자기, 전기 및 전자기 투과성의 조절을 가능하게 하는 조절가능 특징부로 구성된 실시예는 유익하게는 전기수술 시술 동안에 환자와의 전도성 요소의 더 큰 표면적 접촉을 허용할 수 있다. 전기수술 시술이 완료된 후에 그리고/또는 하나 이상의 트랜스폰더의 존재를 점검하는 것이 요구되는 절차 동안의 시점들에, 전도성 요소 및/또는 다른 복귀 전극 구성요소는 복귀 전극의 자기, 전기, 또는 전자기 투과성을 증가시키고 하부의 트랜스폰더 검출 유닛으로부터의 호출 신호의 충분한 통과를 제공하도록 조절될 수 있다. 일례로서 도 11a 및 도 11b의 실시예를 사용하면, 슬랫(1025)들은 도 11a에 도시된 폐쇄 구성으로부터 도 11b에 도시된 개방 위치로 이동될 수 있다. 당업자는 본 개시 내용에 비추어, 모든 사례들에서 복귀 전극(1020)에 충분한 자기, 전기 또는 전자기 투과성을 제공하기 위해 슬랫(1025)들을 완전히 개방할 필요가 없을 수 있으며, 모든 사례들에서 복귀 전극(1020) 상에 위치된 환자와 충분한 용량성 접촉을 제공하기 위해 슬랫(1025)들을 완전히 폐쇄할 필요가 없을 수 있음을 이해할 것이다.
다른 실시예는 복귀 전극에 대한 조절가능 자기, 전기 또는 전자기 투과성을 가능하게 하는 다른 특징부 및/또는 구성요소를 포함한다. 예를 들어, 몇몇 실시예는 자기, 전기 또는 전자기 호출 신호의 통과를 위한 간극들의 개수 및/또는 크기를 조절하기 위해 복귀 전극의 다른 부분에 대해 재배치가능한 적어도 일부분을 갖는 전도성 요소를 포함할 수 있다. 도 12a 및 도 12b는 복귀 전극(1320)의 일 실시예의 단면도를 예시하는데, 복귀 전극은 복귀 전극(1320)이 폐쇄 구성(도 12a)과 개방 구성(도 12b) 사이에서 교번될 수 있게 하도록 조절가능한 2개의 개별 섹션(1340, 1341)으로 형성된 전도성 요소를 갖는다. 2개의 섹션(1340, 1341)이 도시되어 있지만, 다른 실시예는 2개 초과의 그러한 섹션을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 하나의 피스는 (예를 들어, 조절가능 피스에 결합되고 복귀 전극의 외부로 연장되는 탭을 당김으로써) 다른 피스에 대해 조절될 수 있어, 전도성 요소를 통해 연장되는 개방 간극들의 크기 또는 양을 조절할 수 있다.
예시된 실시예에서, 하나 이상의 구멍(1324)을 갖는 전도성 요소의 상부 섹션(1340)은 하나 이상의 구멍(1325)을 갖는 전도성 요소의 하부 섹션(1341) 위에 위치된다. 상부 및 하부 섹션(1340, 1341)들은 폐쇄 구성에서 상부 및 하부 섹션들의 구멍(1324, 1325)들이 실질적으로 오정렬되도록 구성된다. 이 위치에서, 전도성 요소를 통해 연장되는 간극들의 개수 및 크기는 감소되거나 제거되는 반면, 환자와의 전도성 접촉에 이용가능한 표면적은 증가된다. 상부 및/또는 하부 섹션(1340, 1341)들은 대응하는 상부 및 하부 구멍(1324, 1325)들이 (예를 들어, 섹션들 중 하나를 다른 섹션에 대해 활주시킴으로써) 정렬을 향해 이동될 수 있게 이동가능하도록 구성된다. 대응하는 구멍들 사이의 더 큰 정렬은 복귀 전극에 대한 더 큰 자기, 전기 또는 전자기 투과성을 가능하게 한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "개방 구성" 및 "폐쇄 구성" 및 이들의 동의어는 각각, 전도성 요소가 완전히 자기적으로, 전기적으로 또는 전자기적으로 투과성이게 되거나 완전히 자기적으로, 전기적으로 또는 전자기적으로 비투과성이게 될 것을 요구하지 않는다. 오히려, 달리 명시되지 않는 한, 이들 용어는 구멍 개방성 및 연관된 자기, 전기 또는 전자기 투과성의 상대적인 수준을 나타낸다. 예를 들어, 개방 구성은 여전히 자기, 전기 또는 전자기 호출 신호와 전도성 요소 사이의 어느 정도 수준의 상호 작용을 포함할 수 있지만, 연관된 트랜스폰더 검출 유닛의 작동 불능을 유발하기에 불충분한 수준에 있을 수 있다. 마찬가지로, 폐쇄 구성은 여전히 자기, 전기 또는 전자기 호출 신호의 통과를 허용할 수 있으며, 심지어 효과적인 트랜스폰더 검출을 허용하기에 충분한 통과를 허용할 수 있다. 그러나, 환자와 접촉하기 위한 더 큰 표면적은 개방 구성에 비해 폐쇄 구성에서 이용가능하게 된다. 게다가, 당업자는 본 개시 내용에 비추어 본 명세서에 기술된 실시예들 중 적어도 몇몇에 의해 다양한 수준 또는 등급의 개방이 가능해진다는 것을 인식할 것이다.
도 13은 복귀 전극 유닛(1120)과 연관된 트랜스폰더 검출 유닛(1100)을 포함하는 통합형 무선 트랜스폰더 검출 및 복귀 전극 시스템의 일 실시예의 예시적인 단면도를 도시한다. 전술된 바와 같이, 그러한 실시예는 복귀 전극 유닛(1120)에 결합되는 트랜스폰더 검출 유닛(1100)을 갖는 "원피스" 패드 또는 매트로서 형성될 수 있다. 대안적으로, 트랜스폰더 검출 유닛(1100) 및 복귀 전극 유닛(1120)은 예시된 바와 같이 트랜스폰더 검출 유닛(1100)의 상부에 적어도 부분적으로 복귀 전극 유닛(1120)을 적층함으로써 동작가능한 관계로 위치가능한 개별 피스들로서 형성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 패드(1142, 1144)들 중 하나 또는 모두가 생략된다. 특히, 패드(1144)는 트랜스폰더 검출 유닛(1100)이 하나 이상의 패드 또는 패드-유사 층(예를 들어, 젤, 폼 등)을 이미 포함하는 실시예에서 생략될 수 있다.
트랜스폰더 검출 유닛(1100)은 도 1 및 도 2와 관련하여 기술된 검출 유닛으로서 구성될 수 있다. 대안적으로, 당업계에 공지된 하나 이상의 다른 트랜스폰더 검출기가 포함될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 트랜스폰더 검출 유닛(1100)은, 추가의 호출 신호 송신기를 필요로 하지 않고 그리고 목표 호출 신호 범위 내에서의 환자의 조절 또는 재위치를 필요로 하지 않고서, 복귀 전극 유닛(1120) 위의 영역 내에서의 트랜스폰더의 검출을 가능하게 하도록 매트 또는 패드-유사 구조로 구성될 것이다.
예시된 실시예에서, 복귀 전극 유닛(1120)은 약화된 완전성을 갖는 영역(1150)(예를 들어, 천공된 영역)을 포함한다. 영역(1150)은 복귀 전극 유닛(1120)에 절단 또는 분리 지점을 제공하도록 구성되어, 트랜스폰더 검출 기능성이 요구될 때, 또는 불충분한 수준의 자기, 전기 또는 전자기 호출 신호가 복귀 전극 유닛(1120)을 통과할 수 있을 때, 복귀 전극 유닛(1120)이 복귀 전극 유닛(1120)을 통한 자기, 전기 또는 전자기 신호의 개선된 전송을 위해 하나 이상의 간극을 형성하도록 당겨져 분리될 수 있게 한다. 예시된 실시예는 영역(1150)이 복귀 전극 유닛(1120)을 통해 완전히 연장되는 것을 도시한다. 다른 실시예에서, 약화된 완전성을 갖는 영역은 전도성 요소(1140)를 통해서만 또는 전도성 요소 및 복귀 전극의 나머지 두께의 일부분만을 통해 연장될 수 있다. 그러한 실시예는 전도성 요소가 드러나도록 또는 장치 내의 자기적으로, 전기적으로 또는 전자기적으로 투과성인 간극들을 확장하도록 당겨져 분리되게 하면서, 복귀 전극의 다른 부분들(예를 들어, 패드(1142) 및/또는 패드(1144))의 완전성이 유지되게 한다. 다른 실시예는 의도적으로 약화된 완전성을 갖는 임의의 영역을 생략할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 통합형 무선 트랜스폰더 검출 및 복귀 전극 시스템의 하나 이상의 구성요소는 복귀 전극 유닛(1120)의 두께의 조절을 가능하게 하거나, 다르게는 트랜스폰더 검출 유닛(1100)과 전도성 요소(1140) 사이의 거리에 대한 조절을 제공하도록 구성된다. 트랜스폰더 검출 유닛(1100)의 안테나(들) 또는 다른 전송 요소들과 전도성 요소(1140) 사이의 거리를 증가시키는 것은 복귀 전극 유닛(1120) 위의 표적 영역에 도달하는 자기, 전기 또는 전자기 호출 신호의 능력을 증가시키는 것으로 밝혀졌다. 일 실시예에서, 복귀 전극 구성요소(1120)는 팽창시 전도성 요소(1140)를 검출 유닛(1100)으로부터 더 멀리 이동시킬 수 있는 팽창가능 섹션을 포함한다. 예를 들어, 패드(1144)는 팽창가능할 수 있거나, 하나 이상의 팽창가능 구성요소를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 하나 이상의 팽창가능 구성요소는 패드(1144)를 대체할 수 있거나 패드(1144)에 인접하게 위치될 수 있다. 이에 의해, 하나 이상의 팽창가능 구성요소 내로의 공기 또는 다른 유체의 도입은 전도성 요소(1140)와 검출 유닛(1100) 사이의 영역의 두께를 증가시켜, 검출 유닛(1100)의 더 효과적인 사용을 가능하게 한다.
그러한 실시예는 유익하게는, 복귀 전극 유닛(1100)이 얇거나 수축된 구성에 있는 동안에 전기수술 시술의 수행을 허용할 수 있다. 시술이 완료된 후, 또는 트랜스폰더 검출이 요구되는 절차 동안의 시간에, 복귀 전극 구성요소(1120)는 트랜스폰더 검출을 가능하게 하거나 증진시키기 위해 두껍거나 팽창된 구성으로 이동될 수 있다. 복귀 전극 유닛(1120)은 사용자의 요구 및 선호에 따라 두꺼운/팽창된 구성과 얇은/수축된 구성에서 또는 이들 사이에서 상이한 수준으로 조절될 수 있다.
다른 실시예는 동일한 기능성을 달성하기 위해 다른 구성요소를 이용한다. 예를 들어, 몇몇 실시예는 하나 이상의 스프링, 레버, 잭(jack), 높이-조절가능 플랫폼, 또는 검출 유닛(1100)과 전도성 요소(1140) 사이의 거리를 조절하는 다른 수단을 포함할 수 있다.
도 14는 복귀 전극 유닛(1220)과 연관된 트랜스폰더 검출 유닛(1200)을 포함하는 통합형 무선 트랜스폰더 검출 및 복귀 전극 시스템의 일 실시예의 다른 단면도를 도시한다. 예시된 실시예에서, 트랜스폰더 검출 유닛(1200)은 복귀 전극 유닛(1220)과 연관된다. 이 실시예에서, 복귀 전극 유닛(1220)은 모듈 섹션(1260) 및 모듈 섹션(1262)을 포함하는 복수의 모듈 섹션으로서 형성된다. 이 실시예에서, 복귀 전극 유닛(1220)은 트랜스폰더 검출 유닛(1200) 상에 독립적으로 위치가능한, 별개의 전기적으로 결합가능한 피스(예로서, 섹션(1260, 1262))들을 포함한다. 모듈 섹션(1260, 1262)들은 섹션들 사이에 하나 이상의 간극(1252)을 남기도록 트랜스폰더 검출 유닛(1200) 상에 위치되어 자기, 전기 또는 전자기 호출 신호의 통과를 허용할 수 있다. 도시된 바와 같이, 모듈 섹션(1260, 1262)들은 섹션(1241)에 의해 연결될 수 있다. 이 실시예에서, 섹션(1241)은 섹션(1260, 1262)들 사이의 전기 연통을 제공하기 위해 별개의 모듈 섹션(1260, 1262)들 사이에서 연장되는 전도성 요소(1240)의 비교적 작은 와이어 섹션이다. 몇몇 실시예에서, 섹션(1241)은 얇은 와이어 또는 스트립이거나, 연관된 간극(1252)을 통한 자기, 전기 또는 전자기 신호의 통과와의 상호작용 또는 간섭을 최소화하기 위해 작은 평면도 표면적을 갖는다. 인접한 섹션들 사이의 하나 이상의 간극(1252)의 크기는 약 0.25 내지 18 인치, 또는 약 0.5 내지 12 인치, 또는 약 1 내지 6 인치, 또는 약 1 내지 3 인치의 범위일 수 있다.
이제, 전반적으로 본 개시 내용을 참조하면, 몇몇 실시예는 전도성 요소의 자기, 전기 또는 전자기 투과성을 증가시키기 위해 전류가 전도성 요소로 지날 수 있게 하는 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예는 전도성 요소가 전하를 운반하는 것을 방지하기 위해 전류를 전도성 요소로 지나게 하도록 구성된 구성요소(예를 들어, 전원, 전류계 등)를 포함할 수 있다. 일례에서, 전도성 요소를 통해 또는 그 근처를 지나도록 지향되는 자기, 전기 또는 전자기 호출 신호의 상호작용에 의해 야기되는 임의의 유도 전류를 방해하기에 충분한 전류가 전도성 요소로 지나간다. 유사하게, 몇몇 실시예에서, 전도성 요소는 충분한 자기, 전기 또는 전자기 투과성을 갖지만 전기를 전도할 수 있는 재료로 적어도 부분적으로 형성된다.
몇몇 실시예에서, 복귀 전극의 전도성 요소 및/또는 다른 부분의 적어도 일부분은 탄소 섬유, 탄소 천 또는 탄소-코팅된 천과 같은 탄소 기반 또는 탄소-코팅된 재료로 형성된다. 몇몇 실시예에서, 복귀 전극의 전도성 요소 및/또는 다른 부분의 적어도 일부분은 탄소 나노튜브 코팅된 재료로 형성된다. 몇몇 실시예에서, 복귀 전극의 전도성 요소 및/또는 다른 부분의 적어도 일부분은 그래핀 기반 또는 코팅된 재료로 형성된다.
몇몇 실시예에서, 복귀 전극의 전도성 요소 및/또는 다른 부분의 적어도 일부분은 장(field)의 일정 유형 또는 파장의 통과를 허용하면서 다른 유형 또는 파장을 차단 또는 전도하도록 구성된 편광 재료로 형성된다.
본 명세서에 예시된 실시예들은 단지 예이며, 당업자는 본 개시 내용에 비추어 다양한 다른 실시예가 본 개시 내용 내에 포함됨을 인식할 것이다. 예를 들어, 몇몇 실시예는 다양한 크기 및/또는 형상의 구멍들을 갖는 전도성 요소를 포함할 수 있고, 구멍들은 크기, 형상, 배향, 조절가능성 등에서 균일하거나 불균일할 수 있다. 주어진 실시예의 특징부 및/또는 구성요소가 별개의 실시예의 특징부 및/또는 구성요소와 결합되거나 이들에 의해 대체될 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같은 용어 "대략", "약" 및 "실질적으로"는 여전히 원하는 기능을 수행하거나 원하는 결과를 달성하는 명시된 양에 가까운 양을 나타낸다. 예를 들어, 용어 "대략", "약" 및 "실질적으로"는 명시된 양의 10% 미만 내, 5% 미만 내, 1% 미만 내, 0.1% 미만 내, 및 0.01% 미만 내에 있는 양을 지칭할 수 있다.
본 발명은 그의 사상 또는 본질적인 특성으로부터 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구현될 수 있다. 기술된 실시예는 모든 점에서 단지 예시적이고 제한적이지 않은 것으로 고려되어야 한다. 따라서, 본 발명의 범주는 전술한 설명에 의해서보다는 첨부된 청구범위에 의해 지시된다. 청구범위의 의미 및 균등물의 범위 내에서 이루어지는 모든 변경은 그의 범주 내에 포함되도록 의도된다.

Claims (33)

  1. 전기수술 복귀 전극(electrosurgical return electrode)으로서,
    전류를 전도하도록 구성되는 전도성 요소로서, 상기 전도성 요소는 반대편의 제1 및 제2 주 표면(major surface)들을 가지며, 연관된 트랜스폰더(transponder) 검출 유닛으로부터 상기 전도성 요소를 통한 자기, 전기 또는 전자기 호출 신호(interrogation signal)의 통과를 허용하도록 구성되는 구멍 어레이를 포함하는, 상기 전도성 요소; 및
    상기 전도성 요소의 상기 제1 주 표면에 인접하게 배치되는 환자 접촉 패드로서, 환자가 상기 환자 접촉 패드 상에 적어도 부분적으로 위치될 때 상기 전도성 요소와 상기 환자 사이에 배치되도록 구성되는, 상기 환자 접촉 패드
    를 포함하고,
    상기 전기수술 복귀 전극은, 상기 제2 주 표면이 상기 트랜스폰더 검출 유닛에 대면하는 상태로 상기 트랜스폰더 검출 유닛 상에 적어도 부분적으로 위치가능하도록 구성되는, 전기수술 복귀 전극.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전도성 요소의 상기 제2 주 표면에 인접하게 위치되고 상기 전기수술 복귀 전극이 상기 트랜스폰더 검출 유닛 상에 적어도 부분적으로 위치될 때 상기 전도성 요소와 상기 트랜스폰더 검출 유닛 사이에 배치되도록 구성되는, 트랜스폰더 검출 유닛 패드를 추가로 포함하는, 전기수술 복귀 전극.
  3. 제1항에 있어서, 상기 구멍 어레이는 복수의 구멍들을 포함하는, 전기수술 복귀 전극.
  4. 제3항에 있어서, 상기 구멍 어레이는 개별 구멍 구성들을 갖는 복수의 분포 영역들을 포함하는, 전기수술 복귀 전극.
  5. 제4항에 있어서, 상기 개별 구멍 구성들은 개별 구멍 밀도들을 포함하는, 전기수술 복귀 전극.
  6. 제5항에 있어서, 제1 분포 영역의 적어도 일부분의 주위에 주연 방향으로 제2 분포 영역이 배치되고, 상기 제2 분포 영역은 상기 제1 분포 영역보다 더 높은 구멍 밀도를 포함하는, 전기수술 복귀 전극.
  7. 제4항에 있어서, 상기 개별 구멍 구성들은 개별 구멍 크기들을 포함하는, 전기수술 복귀 전극.
  8. 제7항에 있어서, 제1 분포 영역이 제2 분포 영역의 구멍들보다 더 작은 평균 크기를 갖는 구멍들을 포함하고, 상기 제2 분포 영역은 상기 제1 분포 영역의 적어도 일부분의 주위에 주연 방향으로 배치되는, 전기수술 복귀 전극.
  9. 제4항에 있어서, 상기 개별 구멍 구성들은 개별 구멍 형상들을 포함하는, 전기수술 복귀 전극.
  10. 제9항에 있어서, 상기 구멍들 중 적어도 하나는 제1 분포 영역의 적어도 일부분 및 제2 분포 영역의 적어도 일부분을 가로질러 연장되고, 상기 제1 분포 영역 내에서 더 작은 크기를 그리고 상기 제2 분포 영역에서 더 큰 크기를 가지며, 상기 제2 분포 영역은 상기 제1 분포 영역의 적어도 일부분의 주위에 주연 방향으로 배치되는, 전기수술 복귀 전극.
  11. 제1항에 있어서, 상기 구멍 어레이는 원형 또는 타원형 형상의 구멍들을 포함하는, 전기수술 복귀 전극.
  12. 제1항에 있어서, 상기 전도성 요소는 복수의 전기적으로 연결된 패널들로서 형성되고, 상기 구멍 어레이는 상기 복수의 패널들 사이의 간극들에 의해 한정되는, 전기수술 복귀 전극.
  13. 제1항에 있어서, 상기 전도성 요소는 전기 전도성 트레이스로서 형성되고, 상기 구멍 어레이는 상기 트레이스의 선들 사이의 간극들에 의해 한정되는, 전기수술 복귀 전극.
  14. 제1항에 있어서, 상기 구멍 어레이는 슬릿들을 포함하는, 전기수술 복귀 전극.
  15. 제14항에 있어서, 상기 슬릿들은 상기 전기수술 복귀 전극의 길이방향 축과 실질적으로 정렬되는, 전기수술 복귀 전극.
  16. 제14항에 있어서, 상기 슬릿들은 상기 전기수술 복귀 전극의 길이방향 축에 횡방향으로 배향되는, 전기수술 복귀 전극.
  17. 제3항에 있어서, 상기 구멍 어레이는 2 내지 20개 또는 3 내지 10개 또는 4 내지 8개의 구멍들을 포함하는, 전기수술 복귀 전극.
  18. 제1항에 있어서, 상기 구멍 어레이는 상기 전도성 요소의 평면도 표면적의 10 내지 90%를 차지하는, 전기수술 복귀 전극.
  19. 제1항에 있어서, 상기 구멍 어레이는 개방 구성과 폐쇄 구성 사이에서 조절가능하여 이에 의해 상기 전기수술 복귀 전극의 자기 투과성(magnetic transparency)을 조절하도록 구성되는, 전기수술 복귀 전극.
  20. 제19항에 있어서, 상기 전도성 요소는 복수의 실질적으로 평행한 회전가능 슬랫(slat)들로서 형성되고, 상기 개방 구성에서 상기 슬랫들 사이에 복수의 구멍들이 배치되며, 상기 슬랫들은 상기 개방 구성과 상기 폐쇄 구성 사이에서 상기 구멍들을 조절하기 위해 회전하도록 구성되는, 전기수술 복귀 전극.
  21. 제20항에 있어서, 상기 구멍들은 상기 폐쇄 구성에서 상기 슬랫들의 중첩하거나 인접하는 에지(edge)들에 의해 실질적으로 덮이는, 전기수술 복귀 전극.
  22. 제21항에 있어서, 상기 전도성 요소는 하나 이상의 상부 구멍들을 갖는 상부 섹션 및 하나 이상의 하부 구멍들을 갖는 하부 섹션을 포함하고, 상기 상부 구멍들 및 상기 하부 구멍들은 상기 폐쇄 구성에서보다 상기 개방 구성에서 더 많이 정렬되는, 전기수술 복귀 전극.
  23. 제22항에 있어서, 상기 상부 또는 하부 섹션들 중 적어도 하나는 다른 하나의 섹션에 대해 활주가능하게 조절가능한, 전기수술 복귀 전극.
  24. 제1항에 있어서, 상기 복귀 전극의 적어도 일부분이 상기 복귀 전극의 나머지로부터 절단될 수 있게 하도록 구성되는, 약화된 완전성(weakened integrity)을 갖는 영역을 추가로 포함하는, 전기수술 복귀 전극.
  25. 제1항에 있어서, 상기 복귀 전극은 복수의 전기적으로 연결된 모듈 섹션들로 형성되고, 상기 구멍 어레이는 상기 복수의 모듈 섹션들 사이에 형성된 간극들에 의해 적어도 부분적으로 한정되는, 전기수술 복귀 전극.
  26. 제25항에 있어서, 상기 모듈 섹션들은 전도성 재료의 하나 이상의 와이어 또는 스트립에 의해 전기적으로 연결되는, 전기수술 복귀 전극.
  27. 제1항에 있어서, 상기 복귀 전극이 상기 트랜스폰더 검출 유닛 상에 위치될 때, 연관된 트랜스폰더 검출 유닛으로부터 더 멀어지는 상기 전도성 요소의 이동을 가능하게 하기 위해 상기 복귀 전극의 적어도 일부분의 두께를 조절하도록 구성되는 높이-조절가능 구성요소를 추가로 포함하는, 전기수술 복귀 전극.
  28. 전기수술 복귀 전극 및 트랜스폰더 검출 시스템으로서,
    트랜스폰더 검출 유닛; 및
    상기 트랜스폰더 검출 유닛 위에 위치되는 제1항에 따른 복귀 전극 유닛
    을 포함하고,
    상기 트랜스폰더 검출 유닛 및 상기 복귀 전극 유닛은 상기 트랜스폰더 검출 유닛이 상기 복귀 전극 유닛 위의 표적 영역에 그리고 상기 트랜스폰더 검출 유닛의 범위 내에 위치되는 트랜스폰더를 검출할 수 있게 하도록 동작가능하게 연관되는, 전기수술 복귀 전극 및 트랜스폰더 검출 시스템.
  29. 제28항에 있어서, 상기 시스템은 환자가 상기 복귀 전극 유닛 상에 위치될 때 상기 복귀 전극 유닛에 대해 상기 환자를 재위치시키지 않고 상기 트랜스폰더의 검출을 가능하게 하도록 구성되는, 전기수술 복귀 전극 및 트랜스폰더 검출 시스템.
  30. 제28항에 있어서, 상기 복귀 전극 유닛 및 상기 트랜스폰더 검출 유닛은 통합형 원피스 구조물(integrated one-piece structure)을 형성하도록 적어도 부분적으로 부착되는, 전기수술 복귀 전극 및 트랜스폰더 검출 시스템.
  31. 제30항에 있어서, 상기 원피스 구조물은 매트(mat) 또는 패드(pad)인, 전기수술 복귀 전극 및 트랜스폰더 검출 시스템.
  32. 제28항에 있어서, 상기 트랜스폰더 검출 유닛은 자기, 전기 또는 전자기 호출 신호를 전송하도록 구성되며, 상기 복귀 전극 유닛은 상기 복귀 전극을 통한 상기 복귀 전극 유닛 위에 위치되는 상기 트랜스폰더로의 상기 자기, 전기 또는 전자기 호출 신호의 충분한 통과를 제공하도록 구성되는, 전기수술 복귀 전극 및 트랜스폰더 검출 시스템.
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