KR102549642B1 - 응고 기구를 공급하기 위한 발전기 및 그를 위한 제어 방법 - Google Patents

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알렉산더 노이게바우어
미카엘 에데러
클라우스 피쉐르
마르쿠스 엔데어레
야이 바겐프페일
율리아 렉스
론니 포이어
올리버 사보트니
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에에르베에 엘렉트로메디찐 게엠베하
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Abstract

본 발명에 따른 장치 및 본 발명에 따른 방법 개념은 2개의 응고 전극들 사이에서 특히, 혈관의 특히 신속하고, 부드럽고 안전한 융합을 허용한다. 그렇게 할 때, 저항 진동이 생물학적 조직에서 발생되고, 상기 진동은 예를 들어 50 Ohm의 조직 저항 값 위 아래로 교대로 이동한다. 이어서, 느린 조직 냉각 페이즈가 통과되고, 이 페이즈 동안 전류는 순간 전압 분리와 비교하여 실질적으로 느린 냉각 공정을 달성하기 위해 시간에 따라 응고 전압을 감소시키면서 조직에 인가된다. 그렇게 할 때, 함께 압착된 혈관 벽의 콜라겐이 한편으로는 양호하게 융합되고 다른 한편으로는 콜라겐의 기계적으로 안정한 응고가 달성된다. 언급된 공정 제어로 인해, 필요한 융합 시간이 종래의 방법에 비해 단축되고, 주변 조직에 대한 원치 않는 손상이 감소되며, 혈관의 폐쇄가 더욱 안전해진다.

Description

응고 기구를 공급하기 위한 발전기 및 그를 위한 제어 방법{GENERATOR FOR SUPPLYING A COAGULATION INSTRUMENT AND CONTROL METHOD FOR SAME}
본 발명은 조직 융합 기구, 특히 혈관 융합을 위한 기구를 공급하는 발전기에 관한 것이다. 동시에, 본 발명은 그러한 기구를 공급하기 위한 발전기의 제어 방법에 관한 것이다.
응고 기구, 특히 조직 융합 기구의 환자에 대한 외과적 적용은 대부분의 경우 상당한 시간의 압력 하에서 이루어진다. 외과 개입 동안 많은 응고 조치가 수행되어야 하는 경우, 특히 많은 혈관의 폐쇄 및 선택적으로 상기 혈관의 절단이 수행되는 경우, 혈관이 최소 가능한 시간 내에 폐쇄되는 것이 중요하다. 원하지 않는 병변을 최소화하기 위해 주변 조직의 최소 손상 및 응고가 이루어져야 한다. 다른 한편으로는, 폐쇄된 채로 절단된 혈관이 수술 중 또는 수술 후에 개방되지 않아서 출혈을 일으키지 않도록 폐쇄되어야 한다.
전형적으로, 혈관 융합은 고주파 응고가 적용되는 융합 기구의 2개의 브랜치 사이에서 일어나고, 이들 사이에서 파지된 혈관을 압축하여 전류 흐름에 의해 가열한다.
이러한 기구 및 관련 응고 공정은 미국 특허 제 8, 216, 223 B2호에서 추론할 수 있다. 기구는 조직 임피던스를 검출하기 위해 응고 공정의 시작시 기구에 대한 시험 펄스를 발생하는 시스템과 연계된다. 부가적으로 또는 대안으로, 시스템은 치료 시작 시에 전기 수술 기구의 특성을 결정할 수 있다. 그 다음, 시스템은 조직의 반응이 기록되는지 여부를 결정하고 그에 기초하여 원하는 임피던스 궤적을 결정한다. 이를 고려하여 시스템은 원하는 변화율에 따라 목표 값의 임피던스를 결정한다. 그 다음, 시스템은 이 원하는 임피던스 궤적의 유지를 감시하고, 이 경우 온도, 조직 유형 등을 검출한다. 또한, 시스템은 봉합 공정 중에 조직에 전달되는 에너지의 양을 검출하고, 임피던스가 초기 임피던스 값 위의 임계 값을 초과할 때 특정된 기간 동안 계속된 에너지 전달을 중단할 수 있다. 조직에 대한 에너지의 적용이 완료되면, 시스템은 냉각 기간을 제공할 수 있다. 냉각 기간은 봉합된 조직 내의 콜라겐을 경화시키는 작용을 하며, 이 경우 냉각 시간은 조직 융합 공정과 관련된 값의 함수인 고정 시간 또는 적응 기간이다. 냉각 기간이 만료되면, 봉합 공정이 완료된다. 시스템은 예를 들어, 열 파이프 또는 펠티에 요소(Peltier element)와 같은 냉각을 가속화하기 위한 능동 냉각 요소를 포함할 수 있다.
또한, 공개공보 US 5, 827, 271 호는 혈관이 2개의 통전된 브랜치들 사이에서 압축되고 전류가 흘러 관통하여 조직 또는 혈관을 융합시키기 위해 가열될 수 있는 조직 융합 기구를 설명한다. 융합이 이루어진 후, 기구에 대한 전력 출력은 가능한 가장 빠른 시간 내에 조직의 냉각을 달성하기 위해 매우 낮은 수준으로 낮아진다. 대안적으로, 1 와트의 매우 낮은 전력이 조직을 통해 폐쇄된 상태로 전기 회로를 계속 유지하기 위해 조직에 출력될 수 있다. 이러한 저출력은 냉각 공정을 지연시키지 않는다.
가장 균질한 가능한 구조가 응고된 조직에서 달성되어야 한다. 균질 조직 구조의 성취와 동시에 짧은 봉합 기간이 목표에 부합한다.
본 발명의 목적은 봉합의 균질성, 및 따라서 신뢰성을 향상시키고 봉합 시간을 단축시킬 수 있는 개념을 기술하는 것이다.
이 목적은 제 1 항 또는 제 5 항에 따른 발전기 및 제 10 항 또는 제 13 항에 따른 제어 방법에 의해서 달성된다.
본 발명에 따른 발전기는 몇 단계의 조직 융합을 위해 기구를 작동시키기 위한 응고 전압을 발생시킨다. 그렇게 하기 위해, 발전기는 제 1 단계 동안 조직을 조직 유체의 비등 온도로 먼저 가열하기 위해 배치되어서, 증기가 형성될 수 있다. 조직이 충분히 가열되는 즉시, 장치는 본 발명의 제 1 양태에 따라 제 2 단계로 이동한다. 여기서, 조직 저항의 진동이 유발된다. 이 페이즈에서, 조직 저항은 교대로 높은 값과 낮은 값을 취한다. 상대적으로 건조한 조직 또는 증기 거품이 있는 조직의 높은 조직 저항과 증기 거품이 없는 조직 또는 습윤 조직의 낮은 조직 저항 후에, 진동하는 조직 저항 뿐만 아니라 조직 상태도 변화되므로, 잠재적으로 조직의 가변 응력이 얻어진다. 또한, 조직 내로 입력되는 전기 에너지를 주기적으로 감소시킴으로써, 수분 증가, 증기 제거 또는 증기 액화(예를 들어, 증기의 응축 또는 이탈로 인한)를 달성하는 것이 가능하다. 결과적으로, 조직의 저항을 낮추고, 따라서 효과적으로 및/또는 전체적으로 증가된 전체 에너지 입력을 달성하는 것이 가능하다. 조직 저항의 주기적인 감소는 응고 공정과 비교하여 전극들 사이의 전류 흐름을 증가시키며, 수술은 일정한 높은 조직 저항에서 수행된다.
조직 저항의 진동 제어를 위해, 공칭 저항 곡선이 결정될 수 있으며, 기능 블록은 조직 저항에 대한 조절기를 포함한다. 조절기는 지속적으로 또는 좁은 시간 그리드 내에서 조직 저항을 측정하고 이 조직 저항을 공칭 조직 저항 곡선으로 현재 특정된 조직 저항과 비교한다. 결과적인 편차에 기초하여, 상기 조절기는 조직에 인가될 전압을 결정하고 상기 전압을 응고 전극에 전달하며, 상기 응고 전극은 저주파수에서 진폭 변조되는 고주파 응고 전압을 수신한다. 그 값은 수 헤르츠, 바람직하게는 30 Hz 미만(또는 20 Hz 미만), 더욱 바람직하게는 20 Hz 미만 또는 또한 10 Hz 미만으로 진동한다. 많은 경우에, 10 ㎐와 20 ㎐ 사이의 진동 주파수로 양호한 효과가 달성된다. 진동 주파수는 적절한 기능 블록에 의해 고정된 방식으로 특정될 수 있거나 또는 기능 블록에 의해 - 특히, 또한 파지된 조직의 발전기 설정의 함수로서, 특히 기구의 기능으로서 가변 방식으로 특정될 수 있다. 결과적으로, 진동 주파수는 현재 상황에 적합한 다른 값을 취할 수 있다.
바람직하게는, 조절기는 조직 저항의 진동 동안 최대 전압 및/또는 최소 전압을 설정하는 출력 전압 제한 장치를 포함한다. 바람직하게는, 최대 전압은 높은 조직 저항성 또는 응고될 조직뿐만 아니라 주변 조직에 대한 열 손상의 페이즈 동안 스파크 형성이 일어나지 않도록 설정된다. 예를 들어, 최대 전압은 80V와 150V 사이, 바람직하게는 90V에서 120V 사이의 값으로 설정될 수 있다. 값을 벗어나는 것이 가능한다. 최소 전압은 바람직하게는 0과 다른 값으로 설정된다. 이러한 방식으로, 너무 빠른 조직의 냉각 및 너무 빠른 조직 내의 증기의 응축이 방지될 수 있다. 예를 들어, 최소 전압은 20V 내지 40V의 범위 내에 있다.
바람직하게는, 기능 블록은 제 3 단계 동안 제어된 냉각 공정으로 변이하기에 너무 높은 조직 저항에서 저항 진동을 종료시키기 위해 배치되며, 상기 냉각 공정은 본 발명의 제 2 양태를 나타낸다. 제어된 냉각 공정 동안, 전류는 시간에 따라 진폭이 감소하는 전압에서 조직에 지속적으로 인가되며, 그 결과 처리되지 않은 조직의 냉각은 확실히 느려진다. 전극들 사이에 파지된 조직에 전류가 지속적으로 가해지기 때문에, 조직의 냉각은 진동 중에 관찰되는 중간 냉각과 비교하여 분명히 느려지므로 결과적으로 조직에 작용하는 온도 구배가 감소한다. 냉각 공정에서 단백질 사슬 형성에 최적인 온도를 통과하는 구역은 조직의 온도 구배가 감소함에 따라 증가한다. 이 결과로, 관련 단백질, 특히 콜라겐은 기계적 내구성, 선택적으로 섬유성 구조를 형성하는데 더 많은 시간과 공간이 주어진다. 서로 압착되는 반대 조직 벽의 단백질, 특히 콜라겐은 서로 융합할 수 있다.
느린 냉각 공정은 더 긴 냉각 기간을 초래하지만, 저항 진동 및 제어된 냉각에 의한 응고에 필요한 시간의 합은 저항 진동없는 응고 및 제어되지 않은 냉각으로 요구되는 것보다 적다. 따라서, 응고 시간의 감소가 가능하여, 냉각 공정을 포함하여 총 3 초 미만, 특히 2 초 미만의 처리 시간이 달성될 수 있다. 기구의 브랜치를 폐쇄한 후 동일한 것을 다시 개방할 때까지의 시간이 매우 짧더라도 혈관의 밀폐가 보장되므로 고품질의 수술 결과를 얻을 수 있다.
절차 상태를 결정하기 위해, 특히 상이한 단계의 시작 및 종료점을 결정하기 위해, 기능 블록은 적어도 하나의 조직 특성을 감시할 수 있다. 이러한 조직 특성은 조직에 인가된 전압, 조직을 통해 흐르는 전류, 인가된 전력, 조직에 전달된 에너지의 양, 조직 저항 등일 수 있다. 예를 들어, 전류 인가의 개시에서 제 1 단계 동안, 조직 저항은 전형적으로 감소 페이즈를 겪게 되고, 그 후 최소 저항을 거쳐 다시 증가한다. 재증가는 조직 내 또는 조직 상에 증기의 형성과 관련된다. 본 발명의 제 1 양태에 따르면, 응고 공정의 제 2 단계 동안 조직 저항의 진동이 발생된다. 이것은, 예를 들어, 조직 저항에 대한 설정점 곡선을 특정함으로써 달성될 수 있다. 조직에 인가되는 응고 전압은 조직 저항이 대략 특정된 설정점 곡선에 따라 작동하는 방식으로 조절기에 의해 치수가 정해진다. 진동이 특정 시간(예를 들어, 약 0.5 초)에 걸쳐 발생했거나 또는 임의의 수의 진동(예를 들어, 5 내지 6, 바람직하게는 7 내지 10, 바람직하게는 8)이 등재된 경우, 제 3 단계가 개시될 수 있고, 상기 단계는 느린 냉각 공정을 나타낸다.
저항 진동 및/또는 느린 냉각은 증가된 안전성을 갖는 혈관의 융합을 허용한다. 저항 진동은 결과적으로 절연 증기의 응축에 기인한 조직의 주기적 재습윤을 갖는 조직으로의 펄스 에너지 입력을 초래하고 따라서 에너지 입력을 증가시킨다. 반대편에 위치하고 함께 압착된 조직 벽의 밀착 연결이 준비된다. 지연된 즉, 느린 냉각 공정은 그 때 관련 단백질, 특히 콜라겐의 우수한 재조합 및 단백질 사슬 형성을 제공한다. 느린 냉각 공정은 장기간의 상호 연결된 단백질 사슬 형성을 위한 최적의 온도 조건이 얻어지는 냉각 페이즈 동안 생물학적 조직에 더 큰 구역을 제공한다.
본 발명의 발전기 뿐 아니라 본 발명의 제어 방법의 유리한 실시예의 더 상세한 설명은 종속항과 첨부된 도면뿐만 아니라 설명으로부터 추론될 수 있다.
도 1은 발전기, 연결된 기구 및 융합될 혈관의 개략적인 기본도.
도 2는 응고를 위한 2개의 브랜치들 사이에서 파지된 혈관의 개략적인 단면도.
도 3은 기능 블록의 표현의 개략적인 상세도.
도 4는 발전기에 의해 출력된 응고 전압의 전압의 시간적 거동을 도시한 도면.
도 5는 인가된 응고 전압에 대한 반응에서의 조직 저항의 시간적 거동을 도시한 도면.
도 6은 발전기에 의해 조직에 전달되는 전력뿐만 아니라 출력 에너지를 도시한 도면.
도 7은 조직을 통해 기구에 의해 통과된 전류의 시간적 거동을 도시한 도면.
도 1은 고도로 도식화된 방식으로 발전기(10), 그것에 의해 공급되는 조직 융합 기구(11) 및 폐쇄될 혈관(12)을 도시한다. 기구(11)는 혈관(12)을 파지하기 위해 배치된 2개의 브랜치(13, 14)를 포함한다. 예를 들어, 작동 레버, 짧거나 긴 샤프트 등을 포함하는 핸들과 같은 안내 및 제어 요소는 도시되지 않았다. 기본적으로, 기구(11)는 개방 또는 복강경 수술에 사용되는 것과 같은 공지된 조직 융합 기구의 디자인을 가질 수 있다.
브랜치(13, 14) 중 적어도 하나는 도 2에 도시된 바와 같이 그 사이에 파지된 조직(12)을 압축할 수 있도록 이동 가능하여, 조직 벽의 내부들이 서로에 대해 놓이고 서로를 향해 압착될 수 있다. 또한, 기구(11)는 이동된 기계 나이프, 초음파 나이프, 절단 전압이 인가된 이동 또는 고정 나이프, 또는 임의의 다른 유형의 절단 요소를 포함할 수 있다. 본 발명은 장치(10)에 관한 것이고, 이 정도까지 브랜치(13, 14)에 전류를 인가하는 것에 관한 것이며, 즉, 상기 기구가 용합된 요소를 절단하기 위한 하나 또는 여러 절단 장치를 포함하지 않는다는 사실과는 독립적으로 기본적으로 임의의 조직 또는 혈관 융합 기구에서 사용될 수 있다.
장치(10)는 선택적으로 센서 블록(17) 및 라인(18, 19)을 통해 기구(11)에 전도되는 고주파 응고 전압 HF를 출력(16)에 제공하는 발전기(15)를 포함한다. 센서 블록(17)은 발전기(15)에 의해 전달된 RF 전압 및/또는 RF 발전기에 의해 전달된 RF 전류의 강도를 검출하고 발전기(15)의 제어를 위해 이들을 신호 u 및/또는 i로서 기능 블록(20) 또는 몇몇 기능 블록들(20a, 20b)(도 1 및 도 3 참조)로 전달한다.
발전기(15)는 입력부(21)를 가지며, 이 입력부를 통해 발전기(15)는 제어 신호를 수신할 수 있다. 이들은 발전기(15)에 의해 출력된 응고 전압(u) 출력의 강도를 특정하는 아날로그 또는 디지털 신호일 수 있다. 제어 신호는 센서 블록(17)에 접속된 기능 블록(20)에 의해 전달되어, 상기 센서 블록은 상기 기능 블록에 의해서 출력된 신호들을 수신한다. 신호는 예를 들어, 발전기(15)에 의해 전달된 RF 전류 및/또는 발전기(15)에 의해 제공된 RF 전압을 특징으로 하는 신호일 수 있다. 기능 블록(20)은 둘 이상의 기능 블록(20a, 20b)으로 분할될 수 있다.
기능 블록(20) 또는 기능 블록들(20a, 20b)은 별도의 빌딩 블록들로 또는 발전기 제어 프로그램의 프로그램 구성요소(들)로서 구성될 수 있거나 또는 발전기(15)의 작동이 제어될 수 있는 임의의 적당한 다른 수단으로 구성될 수 있다. 이들은 단계 조절 방식으로 조절되는 파라미터에 대한 조절기를 형성한다; 이는 예를 들어, 전류(i)(예: 단계 A), 조직 저항(R)(예: 단계 B), 응고 전압(u)(예: 단계 C) 또는 전력(P)(예: 단계 C)일 수 있다. 조절기는 고정되는, 시간적으로 일정한 전압 제한 내의 단계들 중 적어도 하나의 단계 동안 발전기(15)를 제어하도록 또는 시간에 따라 원하는 진행을 따르도록 설정될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 조절기는 고정된 전류 제한, 저항 제한 또는 출력 제한 내에서 시간에 따라 일정한 단계들 중 적어도 하나 중에 발전기(15)를 제어하도록 또는 시간에 따라 원하는 진행을 따르도록 설정될 수 있다. 시간에 따른 원하는 진행은 경사부 또는 기타 규칙 또는 불규칙한 주기적 또는 비주기적 기능을 증가 또는 감소시킬 수 있다.
기능 블록(20)의 구조 및 기능을 보다 잘 설명하기 위해, 도 3에 따른 예시적인 실시예가 참조된다. 센서 블록(17)에 연결된 제 1 기능 블록(20a)은 발전기(15)에 의해 전달되고 브랜치(18, 19)에 인가된 응고 전압(u), 혈관(12) 또는 다른 조직을 통해 흐르는 전류(i)를 검출한다. 전류(i)의 강도는 전류 저항(R)의 정도의 강도 및 적용된 응고 전압(u)의 강도에 의존하고, 상기 저항 값은 혈관(12) 또는 다른 조직의 응고 동안 변화된다. 측정된 전류(i) 및 응고 전압(u)에 기초하여, 기능 블록(20a)은 필요에 따라(적어도 근사치), 기존 조직 저항(R) =(u/i) * cos(Phi) 및/또는 전력 P = u * i * cos(Phi) 및/또는 전압(u)과 전류(i) 사이의 페이즈 시프트 Phi를 계산할 수 있고, 이를 기능 블록(20b)에 출력할 수 있다. 또한, 기능 블록(20a)은 검출된 응고 전압(u) 및/또는 검출된 전류(i) 및/또는 그것으로부터 계산된 값을 기능 블록(20b)에 출력할 수 있다.
기능 블록(20b)은 응고 공정의 동작 모드 또는 단계에 따라 조직 저항(R), 조직에 출력되는 전력(P), 응고 전압(u) 및 전류(i) 사이의 페이즈 시프트(Phi) , 응고 전압(u) 및/또는 조직을 통해 흐르는 전류(i)를 특징으로 하는 적어도 하나의 신호들을 수신한다. 기능 블록(20)의 기능 블록부(20b)는 파라미터 R, P, Phi, u, i 중 적어도 하나에 대한 설정점 곡선을 특정한다는 점에서 응고 공정을 제어하며, 상기 곡선은 예를 들어 메모리(22)에서 접근가능하다. 설정점 곡선은 각각 하나(또는 그 이상의 파라미터 R, P, u, i)에 적용 가능하고 이 파라미터에 대한 각각의 설정점 값을 특정하는 몇 개의 섹션을 포함할 수 있다. 연결된 기구(11)의 타입 또는 장치(10)의 사용자 인터페이스에서의 조정에 따라서, 설정점(들)은 변할 수 있다.
또한, 기능 블록(20b)은 설정점 곡선에 의해 특정된 각각의 파라미터(R, P, Phi, u 또는 i)와 기능 블록(20a)에 의해 결정된 각각 제어되는 파라미터 R, P, Phi, u 또는 i의 실제값 사이의 차이를 결정하는 조절 블록을 포함한다. 이 설정점/실제 차이에 기초하여, 설정점 전압은 조절 블록에 의해 기능 블록(20b) 내에서 유도되어 발전기(15)로 출력된다.
제어 블록(20a, 20b)은 제어기에 의해 처리되는 프로그램의 일부일 수 있으며, 상기 프로그램은 다음과 같이 기능하고 다음과 같이 발전기(15)를 제어한다:
발전기(15)는 수 100㎑, 예를 들어 350㎑의 고주파 응고 전압을 발생시킬 수 있다. 발전기(15)에 의해 발생된 전압은 예를 들어, 0 내지 150 V의 범위일 수 있다. 다른 발전기 전압이 사용될 수 있다. 그러나, 어떠한 경우에도 전압은 브랜치(13, 14)와 생물학적 조직, 예를 들어 혈관(12) 사이의 스파크 형성이 일어나지 않도록 된다. 또한, 발전기(15)는 바람직하게는 예를 들어 최대 120W 또는 그 이상의 출력을 제공할 수 있는 방식으로 구성된다. 또한, 이는 2A(또는 그 이상)의 RF 전류를 전달할 수 있는 방식으로 구성된다. 이들 파라미터들에 의해서, 발전기(15)는 혈관(12) 또는 다른 조직의 융합, 즉 기구(11)에 의한 상기 혈관 또는 조직의 영구 폐쇄에 기본적으로 적합하다.
혈관(12)은 혈관(12)의 내부 라이닝, 즉 피막을 형성하는 조직 내피(tissue endothelium)(24)를 갖는다. 조직 내피는 단층 플레이트 상피를 형성하는 내피 세포, 탄성 섬유 및 연결 조직으로 구성된다. 이것은 근육 세포, 콜라겐 섬유, 탄성 섬유 및 연결 조직으로 구성된 - 피막 매체라고도 하는 중간층(25)에 안착된다. 피막 외피라고도 하는 외부 층(26)은 주로 연결 조직과 탄성 섬유로 구성된다. 특히 피막 매체와 피막 외피는 조직 융합 중에 함께 융합되는 콜라겐 섬유를 함유하고 있다.
조직 융합 절차를 수행하기 위해, 혈관(12)은 먼저 브랜치(13, 14) 사이에서 파지되고 도 2에 따라 압축되어, 조직 벽의 반대편에 위치된 내부 표면이 서로 접촉하게 되고, 브랜치(13, 14) 사이에서 혈액이 압착되고, 혈관(12)은 완전히 클램핑되어 폐쇄된다. 그렇게 할 때, 브랜치(13, 14)는 혈관(12)에 압축 압력을 가한다.
도 4 내지 도 7에 따르면, 융합 공정은, 바람직하게는 최대 약 1 초 동안 지속되는 제 1 단계로 시작하며; 이 단계 동안 브랜치(13, 14) 사이의 혈관(12)은 관통 전류에 의해 가열된다. 단계 A는 소프트웨어를 이용하여 고정 주기, 예를 들어, 2.5 초로 제한될 수 있다. 예를 들어, 조직을 통해 전도될 전류(i)의 단계 A에서, 도 7의 점선(27)으로 도시된 바와 같이, 경사부로서, 예를 들어 시간에 따라 증가하여 특정된다. 이 경우, 기능 블록(20a)은 전류(i)를 검출하고 조절기로서 기능하는 기능 블록(20b)으로 전달한다. 기능 블록(20b)은 발전기(15)에 대한 설정점 값을 발생하여 발전기 입력(21)에 출력한다. 그러나 동시에, 기능 블록(20b)은 브랜치(13, 14)에 인가된 응고 전압 HF를 고려하고 예를 들어 조직에 대한 손상 영향을 방지하기 위해 예를 들어 전압 경사부(I)(도 4)와 같은 시간 의존 함수를 기준으로 이를 제한한다. 이러한 제한은 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같은 선형 경사부(I)와 같은 특정 시간 의존 함수에 따라 초기에 제한될 수 있고, 선택적으로 최대 전압(II)에 의해 제한될 수도 있다. 전압 제한 때문에, 전류(i)는 설정점 곡선(27) 아래의 특정 시간(예를 들어, 대략 0.6 초) 동안 유지된다.
전류가 증가하는 동안, 도 5에 도시된 조직 저항(R)은 방출된 조직 유체 및 용해된 이온의 이동성 증가로 인해 조직의 가열이 진행됨에 따라 감소한다. 저항이 감소하는 동안, 전류가 증가하므로 전원 조절기가 전압을 감소시킨다. 제한값 이하로 떨어지면, 전류(i)가 이제 특정된 값(27)을 따르게 된다.
이러한 유형의 제어에 대한 대안으로서, 또한 응고 전압(u)이 단계 등에서 예를 들어 경사부로서 특정된 시간 의존 함수를 추종할 수 있다. 이는 시간에 따라 적절하게 발생하는 설정 전압을 통해 기능 블록(20b)에 의해 특정될 수 있다. 이는 시간에 따라 적절하게 발생하는 설정점 전압을 통해서 기능 블록(20b)에 의해서 특정될 수 있다.
제 1 단계 동안, 조직 저항(R)은 전류가 증가하고 가열이 증가함에 따라 초기에는 전형적으로 50 Ohm 미만인 값 Rmin으로 감소한다. 조직 온도가 증가하기 때문에, 생물학적 조직의 Ohm 저항(R)은 매우 낮은 값, 예를 들어, 거의 20 Ohm, 다수의 경우에 10, 5 또는 2 Ohm 미만의 매우 낮은 값으로 감소한다. 조직의 가열이 증가하고 증기 형성이 시작되면, 도 5의 지점(29)에서 알 수 있는 바와 같이, 조직 저항(R)이 다시 증가한다. 이 시점은 대략 1 초 후에 도달한다. 이러한 공정 동안, 도 6에 도시된 바와 같이, 조직에 전달되는 전력은 비교적 높다. 조직 저항(R)이 예를 들어, 50 Ohm 및/또는 Rmin의 배수 및/또는 전압(u)과 전류(i) 사이의 특정 페이즈 쉬프트 Phi가 완료된다.
이 시간(대략 1 초에서), 혈관(12)에 전달된 전력(P)은 최대를 초과하고 증기 발생 및 조직 건조의 증가의 결과로서 증가하는 저항으로 인해 감소한다. 본 예시적인 실시예에서, 혈관(12)에 전달된 에너지(W)는 이 때 약 50 J에 도달한다. 대안으로, 다른 에너지 값을 제공하는 것이 가능하다.
기능 블록(20b)은 경과 시간을 고려하여, 혈관(12)에 전달된 전기 에너지(W)를 고려하고, 대안적으로 조직 저항(R)의 크기 및/또는 발생순서 진행을 고려하고 또는 추가 대안적으로, 전류(i)의 크기 및/또는 발생순서 진행을 고려하여, 방법 상태를 결정하는 방식으로 구성될 수 있다. 방법 상태에 대한 특징적인 값은 혈관(12)의 적어도 일부가 비등 온도에 도달했다는 사실을 수반하는 조직 유체의 개시 비등값이다. 기능 블록(20b)이 전류를 감시하는 경우, 이는 전류 곡선(27)을 고려하여 기능 블록(20b)에 의해 검출될 수 있다. 기능 블록(20b)이 혈관(12)에 절달된 에너지(W)를 감시하면, 기능 블록(20b)은 혈관(12)에 전달되는 일정량의 에너지(예를 들어, 50 와트 초)에 도달함으로써 조직 유체의 개시 비등을 검출할 수 있다. 기능 블록(20)이 조직 저항(R)을 감시하는 경우, 상기 기능 블록은 저항 최소값을 통과한 후, 예를 들어, 42.5 Ohm의 저항 제한값을 초과함으로써, 조직 유체의 개시 비등을 검출할 수 있다.
상기 파라미터 중 어느 것이 기능 블록(20, 20b)에 의해 감시되는지에 관계없이, 후자는 기능 상태로서 - (예를 들어, 저항(R)을 고려하여 조직 유체의 개시 비등에 의해서) 단계 A의 종료를 검출하고 바람직하게는 0.5 초 또는 최소한으로 지속되는 조직 융합 페이즈로 발전기(15)를 안내한다. 이 페이즈 동안, 발전기(15)는 특정 기능(32)에 따라 진행하는 연대기적 설정점 값을 갖는 응고 전압(u) 및 조직 저항(R)을 발생하고 주기적인 전압이 감소하거나 또는 전압 강하(32 내지 39)가 발생하는 방식으로 기능 블록(20b)에 의해서 제어될 수 있다. 응고 전압(u)의 특정된 최대 값은 시간에 따라 일정할 수도 있고, 도 4에 의해 추론되는 것처럼 하강하는 시간에 따라 변화하는 기능, 예를 들어 하향 경사 직선을 따를 수도 있다. 하강 전자 기능 또는 상승 전압 진행의 형태와 같은 다른 전압 진행이 사용될 수 있다.
단계 B에서, 기능 블록(20b)은 바람직하게는 조직 저항(R)에 대한 조절기로서 작용한다. 그렇게 하기 위해, 메모리(22)는 설정점 조직 저항(Rsoll)에 대한 설정 시간 함수를 특정하고 이 함수를 조절기 블록에 전달한다. 예를 들어, 이 설정점 시간 함수는 주기적인 시간 의존 함수, 예를 들어 도 5의 파선으로 도시된 사인 함수이다. 함수 블록(20a)은 실제 조직 저항(Rist)을 결정하고 이를 조절기 블록에 전달한다 . 이는 발전기(15)에 의해 최대로 발생될 수 있는 전압을 여전히 최대 값, 예를 들어 90V 내지 120V로 제한하는 전압 제한값 II를 고려하여 그에 따라 발전기(15)를 제어한다. 또한, 기능 블록(20b)은 응고 전압(u)을 하향으로 제한하여 예를 들어 25 V의 최소값 아래로 떨어지지 않게 한다. 상향 전압 제한으로, 조직이나 다른 열 조직 손상에 대한 스파크 오버를 피할 수 있다. 하강 전압 제한값 A는 너무 빠르거나 과도한 증기의 응축을 피한다.
조직 저항의 조절의 결과로서, 도 4에 따라 전압 강하(32 내지 39)가 발생하고, 이 경우 발전기(15)는 각각의 경우에 그 출력을 짧게 감소시키므로, 출력 전압은 예를 들면, 90V 내지 120V 정도의 값으로부터 20V 또는 25V까지의 최소값까지 하강된다. 전압 강하가 있을 때마다, 초기에 혈관(12)에 전달되는 전력도 도 6에 도시된 바와 같이 감소한다. 조직 저항이 동시에 감소하기 때문에, 증가된 전력은주기적인 각각의 전압 증가로 조직에 전달된다. 그러나, 조직에 전달되는 이러한 전력은 응고가 예를 들어 100V의 높은 응고 전압(u)에서 완전하게 발생하고, 따라서 일정하고 높은 조직 저항성이 있는 경우보다 조직 저항의 주기적 감소 동안 더 크다는 것을 의미한다 .
주기적 저항 변조의 결과로서, 혈관(12)의 이미 발생된 증기 및/또는 조직이 다시 습윤될 수 있다. 그 결과, 도 5에 도시된 저항 진동 및 도 6에 따른 후속 출력 피크와 일치하는 압력 변동이 발생하며, 상기 압력 변동은 혈관 내피(24)의 침투에 기여할 수 있다. 그렇게 할 때, 피막 매체(25)의 단백질 성분 및 선택적으로 또한 반대편에 위치한 혈관 벽의 피막 외피(26)는 서로 접촉하여 함께 융합될 수 있다.
기능 블록(20)은 예를 들어 전압 강하(32 내지 39) 또는 조직 저항(R)의 확고하게 또는 가변적으로 특정된 수의 진동으로 조직 저항의 진행에 대한 시간 곡선을 고려하여 혈관(12)의 방법 상태를 특정할 수 있다. 대안적으로, 진동을 진폭 및 주파수로 진동을 특정하고, 전압 강하(32 내지 39)의 수 또는 저항 진동을 검출하는 것도 가능하다. 이를 달성하기 위해, 수행된 전압 감소를 계수할 수 있으며 예를 들어 8 또는 9 제한값에 도달하면, 단계 B를 완료할 수 있다. 어쨌든, 단계 B 는 높은 조직 저항과 높은 응고 전압(u)에서 종료된다. 유사하게, 다른 수정된 실시예에서, 기능 블록(20)은 방법 상태 및 단계 B의 종료를 검출하기 위해 도 6에 따른 출력 최대 및/또는 출력 최소 또는 도 7에 따른 전류 피크를 감시하고 계수할 수 있다.
기능 블록(20)이 제 2 단계(B)가 완료된 것으로 전술한 방식들 중 임의의 것으로 결정하면, 기능 블록(20)은 제어된 조직 냉각 페이즈인 단계 C에 진입하는 방식으로 발전기(15)의 작동을 변경한다. 여기서, 혈관(12)에는 조직 냉각을 목표된 방식으로 느리게 하기 위해 전류가 계속 공급된다. 결과적으로, 도 5에 따르면, 조직 내의 조직 저항(R)은 전압 강하(32 내지 39) 동안 응고 페이즈 동안보다 시간(ta)에서 시작하는 이 페이즈에서 덜 급격하게 감소한다. 이는 예를 들어 응고 전압(u)은 메모리(22)에 저장된 시간순 전압 곡선에 의해 특정된 바와 같이 안내된다. 기능 블록(20b)은 예를 들어 하강 경사부로서 시간 함수에 따라 응고 전압을 특정한다. 특정 전압은 제어 신호로서 직접적으로 발전기 또는 대안적으로 한편으로 발전기(15)에 의해 실제로 발생된 응고 전압(u)을 수신하고 발생된 차이를 고려하여 발전기를 제어하는 조절기 블록으로 출력될 수 있다 .
응고 전압(u)은 예를 들면, -200V/초의 특정 비율로 감소된다. 다른 감소율(예를 들어, -150V/초 또는 -250V/초)을 사용하는 것도 가능하다. 또한, 필요하다면, 감소율은 냉각 페이즈 동안 변화될 수 있다.
냉각 페이즈 동안 조직의 재습윤이 발생하며, 이 경우 조직은 영역 내에서 약 150 ℃ 내지 170 ℃의 상이한 온도 범위를 통해 냉각 방식으로 이동한다. 이것은 조직 저항(R)의 감소를 수반하지만, 조직 저항(R)의 감소는 단락된 전류의 적용으로 인하여 단계 B의 저항 진동 동안 저항이 감소하는 것보다 분명히 느리다. 이러한 결과로서, 생물학적 조직의 온도 구배는 느려지지 않은 냉각에 비해 느려진 냉각에 의해 최소화된다. 상대적으로 큰 부피를 갖는 구역은 연장된 존속 기간으로 형성되며, 그들의 온도는 단백질 연결에 유리한 온도 창에 위치한다. 결과적으로, 관련 조직의 각 지점에 대해 기계적으로 내구성있는 단백질 구조를 형성하는데 사용가능한 더 많은 시간이 있다.
증기의 제거 또는 증발이 증가함에 따라, 조직 저항(R)은 제한값 밑으로 감소한다. 이러한 제한값은 특정 제한값이거나, 대안적으로 저항 진동 동안 또는 단계 A로부터의 저항 진행 중에 조직 저항으로부터 발생하는 제한값일 수 있다. 예를 들어, 떨어질 수 없는 발전기(15)의 최소 전압으로 인하여, 단계 B의 조직 저항은 저항 설정점 곡선에 의해 특정된 만큼 감소하지 않는다. 그러나, 발생하는 최소 조직 저항(Rmin)이 등재될 수 있다. 조직 저항(R)이 등재된 최소 조직 저항(Rmin) 또는 그 고정 배수(예: 1.5 * Rmin)에 도달하면, 이는 단계 C의 전압 유도 냉각 페이즈를 종료시키는 이벤트로 사용될 수 있다. 이 시간(te)에서, 기능 블록(20)은 출력 조절로 변환된다. 조직에는 이제 도 6에 도시된 바와 같이 전력(P)이 예를 들어 선형적으로 감소하거나 또는 특정 다른 곡선과 일치하는 응고 전압(u)으로 공급된다. 응고의 종료 및 이에 따른 발전기(15)의 스위치 오프는 그 다음 기능 블록(20 또는 20b)에 의해 개시되는데, 예를 들어 시간 제어되고 및/또는 특정 양의 에너지(W)에 도달한 후, 및/또는 특정 온도에 도달할 때 또는 시간(tc)에서의 다른 기준에 기초하여 개시된다.
대안적으로, 저항의 제한값은 그 증가(28) 이전의 최소값으로서 조직 저항에 의해서 도달되는 값 Rmin 및/또는 조직 저항이 전압 강하(32 내지 39) 중에 떨어지는 값으로서 조직 저항에 의해서 도달되는 값일 수도있다. 기능 블록(20, 20b)은 제한 값으로서 냉각 페이즈의 종료를 검출하기 위해 이를 사용하기 위해 이 값을 검출하여 메모리에 둘 수 있다.
본 발명에 따른 장치(10) 및 본 발명에 따른 방법 개념은 각각 2개의 응고 전극(13, 14) 사이에서 혈관(12)의 특히 신속하고, 부드럽고 안전한 융합을 가능하게 한다. 그렇게 할 때, 저항 진동이 생물학적 조직에 발생되고, 상기 진동은 예를 들어 50 Ohm의 조직 저항 값 위아래로 교대로 이동한다. 그 다음에, 느린 조직 냉각의 페이즈가 통과되고, 이 페이즈 동안, 순간 전압 분리와 비교하여 실질적으로 느려진 냉각 공정을 달성하기 위해 바람직하게 시간에 따라 감소하는 응고 전압으로 조직(12)에 전류가 인가된다. 그렇게 할 때, 압착된 혈관 벽의 콜라겐이 한편으로 양호하게 융합되고 다른 한편으로 콜라겐의 기계적으로 안정한 응고가 달성된다. 언급된 공정 제어로 인해, 필요한 융합 시간이 종래의 방법에 비해 단축되고, 고주파 전류의 작용의 단축된 시간으로 인하여 주변 조직에 대한 바람직하지 않은 손상이 감소되고, 혈관의 폐쇄가 더욱 안전해진다.
10 장치
11 기구
12 혈관
13, 14 브랜치들
15 발전기
HF 발전기(15)에 의해서 발생된 응고 전압
16 발전기(15)의 출력부
17 센서 블록
18, 19 라인들
u 응고 전압(HF)을 특징으로 하는 신호
i 발전기(15)의 전류를 특징으로 하는 신호
R 조직 저항
P 조직으로 전달된 전력
Phi u 및 i 사이의 페이즈 각도
20 기능 블록/조절기
21 발전기(15)의 제어를 위한 입력부
I 전압 제한값을 위한 경사부
II 전압 제한값
22 메모리
24 혈관 내피(피막 내피)
25 피막 매체
26 피막 외피
27 설정점 전력을 위한 디폴트
28 전압(u)을 감소시키는 섹션
29 조직 저항의 재증가
W 혈관(12)에 전달된 에너지
32 내지 39 전압 강하
Ta, te 전압 안내 냉각 페이즈의 개시 및 종료
tc 전류 인가의 종료

Claims (15)

  1. 조직 융합을 위한 기구(11)에 에너지를 공급하기 위한 장치(10)로서,
    상기 기구(11)를 작동시키기 위해 응고 전압(u)을 발생시키기 위한 발전기(15)를 구비하며, 상기 발전기에 의해서 상기 응고 전압(u)은 조직을 적어도 조직 유체의 비등 온도로 가열하기 위해 융합될 상기 조직에 대한 응고 전압으로서 인가되고, 이 경우 상기 발전기(15)는 적어도 발생된 상기 응고 전압(u)의 강도를 고려하여 제어될 수 있고,
    조직 저항(R) 또는 응고 전압(u)을 진동 방식으로 제어하도록 배치되는 상기 발전기(15)를 제어하기 위한 기능 블록(20)을 구비하고,
    상기 장치는 2개의 브랜치들을 구비하되, 상기 2개의 브랜치들은 상기 2개의 브랜치들 사이에서 조직을 파지하고 압축하도록 구성되고,
    상기 발전기는 제1 페이즈에서 시간에 따라 증가하는 전류 및 증가하는 전압을 인가하고, 상기 제1 페이즈에 후속하는 제2 페이즈에서 상기 조직 저항을 진동 방식으로 형성하도록 제어되는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    저항 설정점 곡선은 상기 조직 저항(R)의 진동 제어를 위해 설정되고, 그리고 상기 기능 블록은 상기 조직 저항(R)에 대한 조절기를 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    조절기는 상기 조직 저항의 진동 동안 최대 전압, 최소 전압, 또는 최대 전압 및 최소 전압 모두를 설정하는 출력 전압 제한 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기능 블록(20)은 상기 저항 진동을 제1 조직 저항에서 종료시키도록 배치되되, 상기 조직 저항의 진동은 상기 제1 조직 저항 및 상기 제1 조직 저항보다 작은 제2 조직 저항 사이에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 조직 융합을 위한 기구(11)에 에너지를 공급하기 위한 장치(10)에 있어서,
    상기 기구(11)를 작동시키기 위해 응고 전압(u)을 발생시키기 위한 발전기(15)를 구비하고, 상기 발전기에 의해서 상기 응고 전압(u)은 조직을 조직 유체의 비등 온도로 가열하기 위해 융합될 상기 조직에 대한 응고 전압으로서 인가되고, 이 경우 상기 발전기(15)는 적어도 발생된 상기 응고 전압(u)의 강도를 고려하여 제어될 수 있고,
    시간에 따라 감소하는 진폭에서의 응고 전압(u)에서 상기 기구(11)에 전류를 계속 인가하여 조직 냉각 공정을 수행하고, 조직 저항(R)을 진동 방식으로 제어하기 위해 상기 발전기(15)를 제어하기 위한 기능 블록(20)을 구비하고,
    상기 장치는 2개의 브랜치들을 구비하되, 상기 2개의 브랜치들은 상기 2개의 브랜치들 사이에서 조직을 파지하고 압축하도록 구성되고,
    상기 발전기는 제1 페이즈에서 시간에 따라 증가하는 전류 및 증가하는 전압을 인가하고, 상기 제1 페이즈에 후속하는 제2 페이즈에서 상기 조직 저항을 진동 방식으로 형성하도록 제어되는 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 기능 블록(20)은 상기 응고 전압(u)으로 시작하는 상기 조직 냉각 공정 동안 상기 응고 전압(u)을 연속적으로 또는 수 개의 단계들로 감소시키도록 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 기능 블록(20)은 특정된 곡선과 일치하게 상기 응고 전압(u)을 감소시키도록 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 기능 블록(20)은 상기 발생된 전력(P)의 강도를 고려하여 추가적으로 또는 대안적으로 제어될 수 있고, 상기 조직 냉각 공정의 상태를 추가로 감시하고 이를 고려하여 감소되는 응고 전압(u)에서의 전류의 인가로부터 조절된 전력(P)에서의 전류의 인가로 변이되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 기능 블록(20)은 조직 저항 및 응고 전압(u) 중 적어도 하나를 진동 방식으로 제어하도록 구성되는 장치.
  10. 조직 융합을 위한 기구(11)에 에너지를 공급하는 장치(10)에 대한 제어 방법에 있어서,
    응고 페이즈 동안, 응고 전압(u)이 상기 기구(11)를 통해 생물학적 조직(12)에 인가되면, 상기 생물학적 조직(12)이 증기를 형성하게 하는 전류를 유발하는 상기 응고 전압(u)이 이용 가능하게 되고, 이 경우 상기 응고 전압(u)은 조직 저항(R)이 진동하는 방식으로 변조(modulate)되고,
    상기 장치는 2개의 브랜치들을 구비하되, 상기 2개의 브랜치들은 상기 2개의 브랜치들 사이에서 조직을 파지하고 압축하도록 구성되고,
    상기 장치(10)의 발전기는 제1 페이즈에서 시간에 따라 증가하는 전류 및 증가하는 전압을 인가하고, 상기 제1 페이즈에 후속하는 제2 페이즈에서 상기 조직 저항을 진동 방식으로 형성하도록 제어되는 제어 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 응고 전압(u)의 변조는 저항 설정점 곡선과 일치하게 수행되는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 응고 전압(u)은 변조 중에 진동 방식으로 제1 값과 제2 값 사이에서 변하고 상기 제1 값으로 종료되되, 상기 제1 값은 상기 제2 값보다 큰 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  13. 조직 융합을 위한 기구(11)에 에너지를 공급하는 장치(10)에 대한 제어 방법에 있어서,
    응고 페이즈 동안, 응고 전압(u)이 상기 기구(11)를 통해 생물학적 조직(12)에 인가되면, 상기 생물학적 조직(12)이 증기를 형성하게 하는 전류를 유발하는 상기 응고 전압(u)이 이용 가능하게 되고, 후속해서 - 냉각 페이즈 동안 - 상기 응고 전압(u)의 신속한 또는 즉각적인 분리와 비교하여 조직 냉각 공정을 늦추기 위해 상기 응고 전압(u)이 시간(ta, tc)에 걸쳐 감소되고,
    상기 장치(10)는 조직 저항(R)을 진동 방식으로 제어하기 위해 배치되는 발전기(15)를 제어하기 위한 기능 블록(20)을 구비하고,
    상기 장치(10)는 2개의 브랜치들을 구비하되, 상기 2개의 브랜치들은 상기 2개의 브랜치들 사이에서 조직을 파지하고 압축하도록 구성되고,
    상기 장치(10)의 발전기(15)는 제1 페이즈에서 시간에 따라 증가하는 전류 및 증가하는 전압을 인가하고, 상기 제1 페이즈에 후속하는 제2 페이즈에서 상기 조직 저항을 진동 방식으로 형성하도록 제어되는 제어 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 응고 전압(u), 전류 또는 조직 저항(R)의 특정 횟수의 감소가 검출되었을 때 또는 상기 응고 페이즈의 시작 이후 고정된 시간 주기가 경과되었을 때 또는 고정된 에너지가 상기 조직에 전달되었을 때, 상기 응고 페이즈의 종료 및 상기 냉각 페이즈의 시작이 개시되는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 냉각 페이즈 동안, 조직 저항이 제한값(R) 밑으로 떨어질 때까지 상기 응고 페이즈 동안 상기 응고 전압이 마지막으로 갖는 값만큼 상기 응고 전압(u)은 주어진 시간 주기에 걸쳐 점차적으로 감소하는 것과, 응고 전압 하강 페이즈의 완료 시에, 후속 가열 페이즈가 개시되고, 그 동안 상기 기구(11)에 공급된 전력(P)은 특정 곡선과 일치되게 조절되는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
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