KR102573937B1 - 개선된 제어를 갖는 응고 및 절개 기구 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 응고 장치(10)는 응고 전극들(22, 23, 27, 28)과 절개 전극(36)을 포함하는 툴(17)을 갖는 기구(11)를 포함한다. 상기 전극들에는 회로(44)에 의한 전원이 공급되며, 상기 회로는 응고 전압원(54) 및 절개 전압원(55)을 포함하거나 또는 그러한 전압원들에 접속될 수 있다. 상기 디바이스는 절개 작동 스위치(60) 및 응고 작동 스위치(59)를 포함한다. 후자는, 상기 절개 전압원(55) 또는 HF 출력 전압원(47)과 상기 응고 전압원(54)이 작동되기 전에, 절개 모드에서 상기 절개 전압원(55)으로부터 상기 절개 전극으로의 전류 경로를 접속하는 전력 스위치(58)에 접속된다. 그에 따라, 사용자는 보다 복잡한 수술들을 더욱 유연하게 수행할 수 있도록 하기 위하여 신뢰가능한 수단을 용이한 방식으로 제공받게 된다.

Description

개선된 제어를 갖는 응고 및 절개 기구{COAGULATION AND DISSECTING INSTRUMENT WITH IMPROVED CONTROL}
본 발명은 절개 및 응고를 위한 기구에 관한 것이며, 또는 필요하다면 생체 조직을 응고하기 위한 기구에만 관한 것이다.
생체 조직(biological tissue)을 응고 및 절개하기(coagulating and dissecting) 위한 기구는 예를 들면 문서 US 8 394 094 B2에 공지되어 있다. 상기 기구는 일종의 겸자(forceps)의 전형을 나타내도록 구성되며, 여기서 상기 겸자의 브랜치들에 의해 집혀진 조직은 전류에 의해 응고된다. 이를 위하여, 응고 전극과 절개 전극이 상기 브랜치들 중 하나에 제공된다. 다른 브랜치는 상대 전극으로서 작용한다.
유사한 기구가 문서 WO 00/47124에 공지되어 있다. 상기 기구는 전기 발생기에 의해 공급되는 변압기 장치를 포함한다. 상기 변압기 장치는 응고 전압 및 절개 전압을 발생시킨다. 이를 통하여, 응고와 절개가 동시에 수행될 수 있다.
동일한 종류에 속하는 다른 기구가 문서 EP 1 958 583 A2에 공지되어 있으며, 상기 기구의 툴(tool)도 역시 응고 전극들과 적어도 하나의 절개 전극을 포함한다. 작동을 위한 스위치 어레이가 사용되며, 상기 스위치 어레이는 상기 기구의 핸들에 제공되어, 상기 전극들의 작동을 가능하게 한다.
응고 및 절개 프로세스의 전자 제어와 관련하여, 공보 US 2005/0171533 A1은 HF 발생기에 의해 전원이 공급되는 응고 및 절개 전극을 갖는 기구를 개시한다. 상기 기구는 초기에 응고 전극들을 작동하고 이후 절개 전극을 작동하기 위하여 두 개의 스위치들을 순차적으로 작동하는 제어 장치를 포함한다. 상기 작동의 제어는 변압기 권선들의 탭핑(tapping)에 의해 달성된다.
실제적인 응용들에 있어서는, 응고 및 절개의 프로세스들을 수동으로 제어하는 것이 바람직할 수 있다. 그렇게 하면서, 예를 들면 사용자가 응고만을 수행하길 원하거나 또는 절개만을 원하는 경우가 일어나거나 또는 사용자가 추후에 또 다른 응고 및 절개를 수행하기를 원하는 경우가 발생할 수도 있다.
본 발명의 목적은 응고 및 절개 프로세스들의 신뢰가능한 수동 제어를 가능하게 하는 기구를 지정하는 것이고, 여기서 그 목표로 하는 바는 기술적으로 가장 간단한 솔루션이다.
이러한 목적은 본원 청구범위 제 1 항에 따른 기구로 달성된다.
본 발명에 따른 기구는 요구되는 바에 따라 생체 조직을 응고 및 절개하는데 사용될 수 있다. 상기 기구는 적어도 두 개의 응고 전극들을 갖는 툴을 포함하고, 상기 전극 중 하나는 다른 것에 대해 이동가능하게 되어, 전체적으로 봤을 때 이들은 서로에 대해 이동가능하게 될 수 있다. 상기 전극들은 이들 사이에 조직을 집고(grasp), 필요하다면 상기 조직을 기계적으로 누르도록(compress) 배치된다. 또한, 적어도 하나의 절개 전극이 요구되는 바에 따라 응고 전극들 사이에서 집혀진 조직을 절개하기 위해 제공된다.
전기 회로가 상기 기구에 제공되며, 상기 전기 회로는 그 출력 측 상에서 응고 전극들 및 절개 전극에 접속된다. 그 입력 측에서는, 전원 공급원이 상기 전기 회로에 접속될 수 있다. 바람직하게는, 상기 전원 공급원은 HF 출력 전압원이다. HF 출력 전압원은 전기 회로의 구성요소가 될 수 있는 응고 전압원과 절개 전압원을 공급한다. 하지만, 상기 절개 전압원 및 상기 응고 전압원을 외부적으로 제공하는 것이 또한 가능하며, 그러한 경우에 상기 기구는 그 전기 회로를 통해 이들 전압원들에 접속될 수 있다. 상기 절개 전압원 및 상기 응고 전압원은 그 입력 측에서 상기 HF 출력 전압원에 접속된 변압기의 출력이 될 수도 있다. 상기 변압기는 상기 기구 내에 배치될 수도 있다. 대안적으로, 상기 변압기는 또한 상기 기구의 외부, 예를 들면 플러그 어댑터 또는 공급 장치 내에 수용될 수도 있다.
상기 전기 회로는 커팅(cutting) 전극 또는 절개 전압원의 선택적인 단절 또는 접속을 위한 전력 스위치 및 응고 전압원 또는 HF 출력 전압원의 선택적인 작동을 위한 스위치를 포함한다. 상기 기구에 제공된 변압기는 응고 전압원으로 작용할 수도 있으며, 동시에 상기 HF 출력 전압원에 의해 전달될 수 있는 응고 전압에 의해 전원이 공급될 수도 있다. 상기 응고 전압원의 작동은, 상기 응고 전압원(예를 들면, 변압기)이 그와 같이(스위치 온 및 오프) 작동될 수 있다는 점에서 직접적으로 될 수 있다. 바람직하게는, 상기 작동은, 응고 작동 스위치가 예를 들면 상기 기구에 접속된 의료 장치(medical supply device)의 HF 발생기인 HF 출력 전압원의 작동(또는 작동정지)을 위해 배치된다는 되는 점에서 간접적이다. 상기 기구가 상기 HF 출력 전압원으로부터 공급 전압을 수신할 때 상기 응고 전압원은 활성상태다(active).
본 발명에 따른 기구에서, 전력 스위치 및 제어 스위치는 응고 전압원의 작동을 위한 공통 작동 소자에 의해 연속적으로 제어된다. 제어 스위치는 응고 작동 스위치 또는 절개 작동 스위치가 될 수 있다. 제어 스위치 및 전력 스위치의 연속적인 제어는, 상기 작동 소자의 수동 작동이 초기에 스위치들 중 하나, 바람직하게는, 전력 스위치가 작동되고, 즉, 개방되거나 폐쇄되고, 응고 전압원을 작동하기 위한 스위치가 그 후에만, 즉, 상기 전력 스위치가 상기 절개 전극으로 연결되는 전류 경로를 이미 차단하거나 또는 이미 폐쇄한 때에만 폐쇄되는 결과는 갖는다는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 이러한 방식으로, 상기 절개 전극은 응고 동안, 즉, 예를 들면 HF 출력 전압원의 작동이 일어나기 전에 상기 절개 전압원으로부터 단절된다. 클로저(closer)로서 작용하는 전력 스위치를 포함하는 대안적 실시예에 있어서, 상기 절개 전극은 작동이 일어나기 전에 상기 절개 전압원에 접속된다. 결과적으로, 응고 전압원 및 절개 전압원은 응고 모드 동안 상기 절개 전극이 절개 전압을 수신하지 않고서 동시에 작동될 수 있다.
이러한 개념에 기초하여, 특히 간단한 회로를 사용하여 대단히 신뢰가능한 작업과 민감하게 제어가능한 기구를 생성하는 것이 가능하며, 여기에서 상기 기구는 HF 발생기 2-극 출력(HF generator two-pole output)에 접속될 수 있고, 응고와 절개를 위해 선택적으로 사용될 수 있으며, 이러한 경우에 모드 전환이 아주 간단한 수단을 사용하여 상기 기구에서 직접적으로 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 기구에서, 전력 스위치 및 응고 작동 스위치는, 작동 소자가 작동될 때 상기 응고 작동 스위치가 폐쇄되기 전에 상기 전력 스위치가 먼저 개방되고, 상기 작동 소자가 클리어(clear)될 때 상기 전력 스위치가 폐쇄되기 전에 상기 응고 작동 스위치가 개방되는 방식으로 작동 소자에 접속된다. 이러한 것은, 엄격한 응고 모드에서 상기 절개 전극이 상기 절개 전압원으로부터, 즉, 실제로 활성 상태인지 아닌지와는 상관없이 항상 단절되는 것을 보장한다. 상기한 개념을 고려하면, 상기 응고 전압과 고정된 방식으로 결합된 회로 위치에서 상기 절개 전압원을 구성 또는 제공할 가능성이 열려있다. 즉, 변형적인 시각의 견지에서, 그러한 경우에 상기 응고 전압은 상기 HF 출력 전압원에 의해 전달된다. 이러한 것은 상기 기구의 간단한 디자인을 가능하게 한다.
절개 전류를 전도하는, 즉, 절개 전압원을 절개 전극에 접속하는 전력 스위치는 정상시에 폐쇄 접촉(normally closed contact)인 것이 바람직하다. 이러한 것은, 작동되지 않는 상태(휴지 상태)에서 절개 전압원과 절개 전극 사이에 전기적 접속을 확립한다는 것을 의미한다. 반대로, 작동 상태에서는 절개 전극을 절개 전압원으로부터 단절한다. 작동 상태에서는 응고 모드를 취한다. 이러한 모드에서는 절개 전극을 응고 전압원과 접속할 수 있다. 이러한 경우에, 상기 절개 전극은 응고 효과에 기여할 수도 있다. 하지만, 응고 모드에서 상기 절개 전극에 전압을 인가하는 것이 또한 바람직할 수도 있으며, 그에 따른 어떠한 절개 효과도 배제하기 위해 상기 전압은 상기 응고 전압보다 낮게 된다. 그렇게 하는 데 있어, 작동 상태에서 상기 전력 스위치는 감소된 전압을 이용가능하게 하는 저-전압원에 상기 절개 전극을 접속할 수 없다. 이러한 감소된 전압은 예를 들면 상기 응고 전압의 일부, 예를 들면 응고 전압의 75% 또는 50%가 될 수 있다. 상기 저-전압원은 1차측 상의 응고 전압에 의해 공급되는 변압기가 될 수 있다. 상기 변압기는 단권 변압기(autotransformer)로서 구성될 수 있으며, 그에 따라 상기 저-전압원은 상기 응고 전압이 인가되는 권선의 태핑이 된다.
전력 스위치가 전원 제한 수단을 통한 응고 작동 스위치의 작동 상태에서 절개 전극을 절개 전압원 또는 응고 전압원에 접속하는 것 또한 가능하다. 상기 전원 제한 수단은 커패시터, 오옴 저항, 비선형 저항, 유도성 성분, 또는 상기 언급된 성분들 중의 두 개 이상의 조합이 될 수 있다. 어떠한 경우에도, 전원 제한 수단은 응고 모드에서 상기 절개 전극에 전도되는 전류를 조직이 절개되지 않는 값으로 제한하도록 설정된다.
대안적으로, 응고 모드에서 절개 전극을 전위가 없도록 전환(switch)하는, 즉, 어떠한 전기 전원에도 접속되지 않도록 하는 것이 또한 가능하다. 이러한 경우에, 상기 절개 전극 부근에서 조직 수축이 발생하지 않거나 낮춰지도록 상기 절개 전극은 응축 프로세스에서 공유되지 않는다.
일반적으로, 절개 전극 및 잠재적으로 존재하는 카운터 베어링(counter bearing)이 서로에 대해 탄력적으로 되도록 구성되는 것이 유익하다. 예를 들면, 절개 전극은 브랜치의 폐쇄 방향으로 이동가능하게 하기 위하여 탄력적으로 지지될 수 있으며, 추가적으로 또는 대안적으로, 카운터 베어링은 또한 툴이 폐쇄될 때 상기 브랜치의 이동 방향으로 상기 절개 전극을 또한 움직이게 하기 위하여 탄성적으로 구성되거나 이동가능하게 되도록 배치될 수 있다. 이러한 특징은 전기 회로의 모든 상기한 실시예들에서 사용될 수 있다. 하지만, 전위가 없게 전환된 절개 전극의 경우에 특히 유익하다. 이러한 경우에, 어떠한 절개 효과도 없는 응고 모드에서 결국 응고 전극들에 의해 생성되는 두 개의 실링 심(sealing seams) 사이에 최소로 수축된 조직 스트립을 생성하는 것이 가능하다.
응고 기구는 절개 전압원을 직접적으로 또는 간접적으로 작동하도록 배치되는 절개 작동 스위치를 포함할 수 있다. 간접적 작동에서, 상기 스위치는 예를 들면 제어 방식에서 상기 기구의 동작을 위한 적절한 HF 출력 전압을 출력하는 발생기의 HF 출력 전압원에 접속된다. 이러한 HF 출력 전압은 절개 전압 또는 응고 전압이 될 수 있다. 상기 기구 내의 변압기는 절개 전압원으로서 작용할 수 있거나 또는 응고 전압에 의해 공급될 수 있다. 대안적으로, 상기 변압기는 또한 절개 전압에 의해 공급될 수도 있으며 응고 전압을 전달할 수도 있다. 절개 모드의 작동을 위한 제어 스위치가 작동되면, 휴지 상태에 있는 전력 스위치는 폐쇄되고, 그에 따라 절개 전압원을 절개 전극에 접속한다.
바람직하게는, 절개 작동 스위치와 응고 작동 스위치는 서로에 대해 고정되어, 이들은 선택적으로만 작동될 수 있다. 예를 들면, 양쪽 스위치들은 예컨대 로커 스위치(rocker switch)의 형태로 공유 작동 소자를 포함할 수 있다. 이러한 것은 절개 작동 스위치든 또는 응고 작동 스위치든 어느 하나만이 작동되는 것을 보장한다.
본 발명의 유익한 실시예들의 추가의 세부사항은 상세한 설명 또는 청구범위와 도면을 통해 기술된다.
본 발명의 개선된 제어를 갖는 응고 및 절개 기구를 통하여, 사용자는 보다 복잡한 수술들을 더욱 유연하게 수행할 수 있도록 하기 위하여 신뢰가능한 수단을 용이한 방식으로 제공받게 된다
도 1은 응고 및 절개 기구와 케이블을 통해 상기 기구에 접속된 전원공급 장치를 포함하는 응고 및 절개 장치의 도시적 표현을 보여주는 도면.
도 2는 도 1에 따른 기구의 툴에 대한 부분적 투시도.
도 3 및 도 4는 생체 조직을 갖거나 갖지 않는 도 2에 따른 기구의 단면도.
도 5 내지 도 10은 기구의 전극들에 전력을 공급하기 위한 전기 회로의 다양한 실시예들을 보여주는 도면들.
도 1은 복강경 수술의 응고 및 절개 기구(11)와 상기 기구의 전원 공급용 디바이스(12)를 포함하는 응고 장치(coagulation arrangement)(10)를 도시한다. 상기 기구(11)는 상기 디바이스(12)로부터 상기 기구(11)로 생체 조직을 응고 및/또는 절개하기 위한 전류를 전도하는 멀티와이어 케이블(13)을 통해 상기 디바이스(12)에 접속되며, 또한 전기 에너지를 보내거나 차단하기 위한 프롬프트를 전도하기 위한 적어도 하나의 신호 선을 포함할 수 있다.
상기 기구(11)는 툴(17)을 작동하기 위한 제어 소자(16) 및 핸들(15)을 갖는 하우징(14)을 포함하며, 상기 툴은 상기 하우징(14)으로부터 연장되어 있는 샤프트(18)의 말단부 상에 배치된다. 본 발명은 또한 개복 외과 수술용 기구에서 실행될 수 있다. 그러한 기구의 샤프트(18)는 구조와 직경에 관해서는 도 1에 따른 기구와는 다를 수 있으며, 도 5 내지 도 10에 따른 전기 회로를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명은 툴(17)이 다른 수단, 예를 들면 상기 툴(17)의 관절 축(articulated axis)에 직접적으로 의존하여 동작하는 가위나 겸자의 림(limb)들 또는 로봇의 제어 수단에 의해 제어되는 기구(11)에서 실행될 수 있다. 그러한 기구(11)를 고려하면, 하우징(14), 핸들(15), 및 제어 수단(16)은 부분적으로 생략될 수 있거나 또는 다르게 구성될 수 있다.
상기 툴(17)은 도 2에서 더욱 상세히 도시된다. 툴은 겸자의 형태로 구성되며, 그에 따라 제 1 브랜치(19) 및 제 2 브랜치(20)를 포함하고, 이들은 힌지(21) 또는 다른 조인트를 통해 브랜치들(19, 20) 중 적어도 하나가 다른 브랜치(19, 20)쪽으로 또는 그로부터 벗어나게 이동될 수 있는 방식으로 서로 간에 연결된다. 상기 브랜치들(19, 20)의 개방 또는 폐쇄 이동은 예를 들면 제어 소자(16)에 의해 또는 개복 수술용 기구 내의 두 개의 수동 브랜치들에 의해 제어된다.
제 1 브랜치(19)는 적어도 하나의 응고 전극을 포함한다. 예시적인 실시예에 있어서, U-자형 단면을 갖는 상기 제 1 브랜치(19)의 두 개의 림들(limbs)(24, 25)의 최외곽 단부들 상에 제공된 두 개의 제 1 응고 전극들(22, 23)이 제공되어 있다. 제 1 응고 전극들(22, 23)은 서로 간에 전기적으로 접속되는 것이 바람직하다. 또한, 이들은 각각의 림(24, 25)의 자유단들(free ends)을 따라 절연 섹션들(26)에 의해 중단될 수 있다.
제 2 브랜치(20)는 그에 따라서 구성된다. 제 2 브랜치도 또한 그들의 자유단들 상에 제 2 응고 전극들(29, 30)을 갖는 두 개의 림들(27, 28)로 U-자형 단면을 갖는다. 응고 전극들(29, 30) 또는 그들의 응고 표면들은 브랜치(20)의 세로 축의 방향으로 연장하는 가상 평면 E(도 3)에 대해 α각으로 배치되며, 양쪽 림들(27, 28)에 의해 지지된다. 평면 E에 대한 α각은 20도가 바람직하다. 응고 전극들(29, 30)의 응고 표면들은 지지 표면(39)쪽으로 아래로 경사지도록 배치되는 것이 바람직하다. 역시, 응고 전극들(29, 30)은 이들이 서로에게 향하여 이동되거나 또는 서로 접촉하게 이동될 때 브랜치들(19, 20) 사이의 단락을 방지하기 위하여 절연 섹션들(31)에 의해 중단될 수 있다.
하나의 브랜치, 예를 들면 제 1 브랜치(19)가 중앙 홈에 절개 전극 인서트(32)를 수용하는데 반해, 제 2 브랜치(20)의 대응하는 홈에는 카운터 베어링 소자(33)가 그 반대 측에 배치된다(도 3). 절개 전극 인서트(32)는 비-전도 재료로 이루어지고, 바람직하게는 플라스틱 재료, 실리콘(silicone) 또는 세라믹으로 이루어진다. 상기 인서트는 그 풋(foot) 쪽으로 두터워지는 중앙 벽 섹션(34)을 가지며, 상기 벽 섹션은 림(25)으로부터 벽 섹션(34)으로 그리고 상기 벽 섹션(34)으로부터 림(24)으로 연장된다. 한계 표면들(35a, 35b)이 공통 면에 그리고 상기 벽 섹션(34)에 대해 직각으로, 그리고 상기 림들(24, 25)에 대해 직각으로 위치된다. 상기 림들(24, 25)은 상기 한계 표면들(35a, 35b) 너머로 연장된다.
상기 한계 표면들(35a, 35b)로부터 떨어져 마주하고 그에 평행한 표면 상에서, 필요에 따라 생체 조직을 절개하기 위해 배치된 절개 전극(36)이 상기 벽 섹션(34)에 제공된다. 전기적으로 잘 전도되는 재로로 이루어진 절개 전극(36)은 절연 재료로 이루어진 벽 섹션(34) 내에 삽입되며, 카운터 베어링 소자(33)와 면하는 측 상에만 노출된다. 툴(17)의 폐쇄 상태에서, 상기 절개 전극(36)은 상기 카운터 베어링 소자(33)와 접촉하게 되며, 상기 소자는 하나의 림(28)으로부터 다른 림(27)으로 연장하는 조직 지지 표면(39)을 포함한다. 예를 들면, 상기 카운터 베어링 소자(33)는 탄성 중합체 또는 다른 전기적으로 절연되는(바람직하게는 탄력적으로 유연한) 재료, 예를 들면 실리콘(silicone)으로 이루어진다.
도 3에 표시된 바와 같이, 브랜치들(19, 20)은 주변에 있는 조직과의 전기적 접촉을 방지하기 위하여 절연체(42, 43)를 갖는 그들 외부 측들 상에 제공될 수 있다.
전기 회로(44)가 상기 디바이스(12)와 함께 상기 툴(17)에 전기를 공급하기 위하여 배치되며, 상기 회로는 상기 기구(11) 내에, 특히 상기 기구의 하우징(14) 내에 제공된다. 상기 전기 회로(44)는 예로서 도 5에 도시된다. 상기 회로(44)는 세 개의 출력 접속부들(M, K 및 S)을 포함하며, 이들은 상기 전극에 접속된다. 구체적으로는, 접속부 M은 접지 접속으로서 작용하고 바람직하게는 제 2 브랜치(20)에 접속되고, 따라서 제 2 응고 전극들(29, 30)에 접속된다. 이를 통하여, 상기 응고 전극들(29, 30)은 절개 전극(36) 및 제 1 응고 전극들(22, 23)에 대한 공유의 전기적 대극(shared electrical antipole)을 형성한다. 상기 출력 접속부 K는 바람직하게 제 1 브랜치(19)에 접속되어 그에 따라 상기 제 1 응고 전극들(22, 23)에 접속되는 응고 단자다. 출력 단자 S는 절개 전압을 위한 접속부다. 이러한 단자는 상기 절개 전극(36)에 접속된다.
입력 측 상에서, 라인들이 케이블(13)을 통해 상기 디바이스(12)에 접속된 플러그로 연결되며, 상기 플러그는 적어도 세 개의 접속부들을 갖는다. 두 개의 접속부들(45, 46)은 HF 발생기로서 구성되는 HF 출력 전압원(47)(도 1에서 도식적으로 표시됨)에 대한 접속을 위해 배치되며, 상기 기구(11)를 동작하기 위한 전기적 에너지를 제공한다. 제 3 입력 접속부(48)는 상기 HF 출력 전압원(47)을 작동하거나 작동정지하기(deactuating) 위해 배치된다. 상기 기구는 단권 변압기로서 구성될 수 있는 변압기(49)를 포함한다. 상기 변압기는 두 개의 부분 권선들(50, 51)로 분할된 1차 권선(52) 및 단권 변압기 원리에 기초하여 상기 1차 권선(52)에 직렬로 접속된 2차 권선(53)를 포함할 수 있다. 하지만, 개별적인 1차 및 2차 권선들을 갖는 다른 변압기 장치가 또한 사용될 수 있다.
상기 입력 접속부(46)는 상기 1차 권선(52)에 접속되고, 이러한 경우에 상기 1차 권선(52)의 이러한 접속은 동시에 응고 전압원(54)을 나타낸다. 대조적으로, 상기 2차 권선(53)의 상단은 절개 전압원(55)을 나타낸다. 상기 1차 권선(52)의 하단은 직접적으로(또는 필요하다면 결합 커패시터(56)를 통하여) 접지에, 즉 상기 입력 접속부(45) 또는 출력 접속부 M에 접속된다. 상기 부분 권선들(50, 51) 사이에 연결되어 있는 상기 변압기(49)의 접속부는 저-전압원(57)으로서 작용할 수 있다. 바람직하게, 상기 제 1 부분 권선(50)과 상기 제 2 부분 권선(51)과 상기 2차 권선(53)의 권선들의 수는 11:11:77과 일치한다. 이를 통하여, 예를 들면 100 볼트(HF)인, 상기 입력 접속부(46)에 인가되는 공급 전압(접지, 즉 입력 접속부(45)에서 측정)은 응고 전압원을 형성하는 위치로 응고 전압으로서 출력되며, 절개 전압원(55)은 접지로 측정된 약 450 볼트를 전달한다.
도전 경로는 상기 절개 전압원(55)으로부터 상기 출력 접속부 S, 즉 상기 절개 전극(36)으로 연장된다. 이러한 전류 경로 상에는, 스파크 형성(spark formation)을 검출하기 위하여 커패시터(바람직하게는 몇 나노패러드) 및 저항(몇 킬로오옴)이 제공될 수도 있다. 스파크 형성이 있다면 상기 디바이스 측 상에서 검출될 수 있는 상기 접속부(46) 상의 동일한 전류비가 있게 될 것이다. 스파크 검출이 바람직하지 않다면, 상기 저항(R) 및 상기 커패시터(56)는 생략될 수 있다. 또한, 가동 접촉부(58b) 및 적어도 하나의 고정 접촉부(58a, 58c)를 갖는 전력 스위치(58)가 상기 절개 전압원(55)과 상기 절개 전극 사이의 전류 경로 상에 위치된다. 본 제 1 실시예에서, 상기 전력 스위치(58)는 작동되지 않는 상태에서는 상기 절개 전압원(55)을 상기 절개 전극에 접속한다. 대조적으로, 작동 상태에서는 상기 전력 스위치는 상기 절개 전극을 다른 전압, 예를 들면 상기 저-전압원(57)에 접속한다.
상기 응고 전압에 대한 출력 접속부 K는 상기 브랜치들 중 하나, 바람직하게는 상기 절개 전극 인서트(32)를 또한 수용하는 상기 제 1 브랜치(19)에 접속된다. 이에 대응하는 전류 경로 상에서는, 커패시터(C1)를 제공하는 것이 가능하다. 상기 커패시터는 응고 전류를 제한하기 위해 배치될 수 있으며, 바람직하게는 몇 nF의 값을 갖는다. 상기 응고 전류는 바람직하게는 300 kHz와 400 kHz 사이의 주파수를 가지며, CW(연속하는 파(continuous wave), 즉 중단되지 않는 HF 전압)로서 인가된다.
회로(44)는 바람직하게 응고 작동 스위치(59) 또는 절개 작동 스위치(60)가 될 수 있는 작동 스위치(62)를 포함한다. 양 스위치들(59, 60)은 공유 작동 소자(61)에 의해, 예를 들면 로커(rocker)(도 1)에 의해 작동될 수 있으며, 상기 작동 스위치(62)의 작동으로 상기 절개 작동 스위치(60) 또는 상기 응고 작동 스위치(59) 중 하나를 폐쇄하고, 다만 상기 스위치의 작동은 이들 모두를 동시에 폐쇄하는 것은 아니다. 상기 로커의 중앙 위치에서는 상기 두 스위치들(59, 60) 중 어느 것도 폐쇄되지 않는다. 상기 스위치들(59, 60)은 제 3 저항(R3)과 직렬로 접속되는 저항들(R1, R2)에 병렬로 배치될 수 있다. 상기 저항들(R1, R2, R3)의 직렬 회로 장치는 바람직하게는 상기 입력 접속부들(48, 45) 사이에 제공된다. 중단을 방지하기 위해 상기 저항들(R1, R2, R3)은 하나 또는 몇몇의 커패시터들(C2)에 의해 개별적으로 또는 직렬 접속으로 브리지(bridge)될 수 있다.
두 저항들 중 하나(R1 또는 R2)의 브리징이 상기 접속부(48)에 접속된 상기 디바이스에 의해 검출되고, 상기 HF 출력 전압원(47)을 작동하기 위한 프롬프트로서 해석된다. 결과적으로, 상기 응고 작동 스위치(59)가 작동하는 동안 그리고 상기 절개 작동 스위치(60)가 작동하는 동안 상기 전압원이 작동된다. 양 스위치들(59, 60)이 개방되면, 상기 HF 출력 전압원(47)은 작동 정지된다.
상기 응고 작동 스위치(59)와 상기 전력 스위치(58) 사이의 기계적 접속에 특유의 특징이 존재한다. 이들의 접속은, 상기 작동 소자(61)의 대응하는 작동으로, 상기 응고 작동 스위치(59)가 폐쇄되기 전에, 상기 전력 스위치(58)가 상기 절개 전압원(55)과 상기 출력 접속부(S) 또는 상기 절개 전극(36) 사이, 즉, 상기 접촉부들(58a 및 58b) 사이의 접속을 초기에 단절하는 방식으로 이루어진다. 이를 통하여, 상기 전력 스위치(58)는 바람직하게 히스테리시스(hysteresis)가 없는 방식으로 동작한다. 대조적으로, 상기 응고 작동 스위치(59)는, 응고 모드 또는 절개 모드의 작동에 대하여 사용자에게 촉각 피드백을 제공하기 위해, 명백히 현저한 스위칭 히스테리시스를 보일 수 있다. 이를 통하여, 상기 스위치 이동의 히스테리시스 범위는 전력 스위치(58)의 전환(reversal)이 상기 응고 작동 스위치(59)의 히스테리시스 범위 밖에서 일어나도록 설정된다.
이제까지 설명된 상기 장치(10)는 다음과 같이 동작한다:
동작 동안, 상기 기구(11)는 상기 디바이스(12)에 접속된다. 그래서, 사용자는 상기 기구(11)로 조직을 집을(grasp) 수 있으며, 상기 제어 소자(16)를 작동하여 상기 브랜치들(19, 20)을 폐쇄할 수 있다. 예를 들면, 사용자는 중공기관(hollow organ), 예를 들면 혈관을 집을 수 있으며, 이러한 혈관은 도 4에 도시된 바와 같이 제 1 응고 전극들(22, 23)과 제 2 응고 전극들(29, 30) 사이에 집혀져 물려있다. 이제 응고와 절개가 동시에 수행되려 한다면, 상기 절개 작동 스위치(60)가 작동된다. 상기 기구는 이제 상기 응고 전극들(22, 23)에 대한 응고 전압원(54) 상의 응고 전압으로서 제공되는 공급 전압을 수신한다. 동시에, 변압기(49)는 절개 전압원(55)으로서 상기 변압기 출력 상에 제공되고 전력 스위치(58)를 통해 절개 전극(36)으로 전도되는 절개 전압을 발생한다.
만일 사용자가 절개를 수행하지 않고 응고만을 수행한다면, 사용자는 대신에 상기 응고 작동 스위치(59)를 작동한다. 이를 통하여, 사용자는 먼저 상기 전력 스위치(58)를 전환하여 상기 절개 전극(36)이 저-전압원(57)에 접속된다. 결과적으로, 상기 응고 전압원(54)로부터의 응고 전압이 접속부(K)로, 즉, 응고 전극들(22, 23)로 이동하며, 이러는 동안에 상기 절개 전극(36)은 저 전압, 예를 들면 상기 응고 전압의 절반을 수신한다. 이를 통하여, 상기 절개 전극(36) 상의 절개 효과가 최소화되거나 또는 방지된다.
상기 도입된 회로(44)를 고려하면, 도 5에 따른 회로(44)의 차들로 제한되지만 이후 기술될 다양한 변형들이 가능하다.
도 6에 따른 회로(44)는 분할되지 않은 1차 권선(52)을 갖는 변압기(49)를 포함한다. 결과적으로, 상기 회로(44)는 저-전압원을 수신하지 않는다. 전력 스위치(58)의 접촉부(58a)가 상기한 바와 같이 2차 권선(53)의 제 1 단부에, 즉, 절개 전압원(56)에 접속되면서, 상기 전력 스위치(58)의 접촉부(58c)가 응고 전압원(54)에 접속된다. 이러한 실시예에서, 상기 응고 작동 스위치(59)의 작동은 앞서 설명되 바와 같이 HF 출력 전압원(47)의 작동 전에 절개 전류 경로를 단절하게 한다. 상기 응고 작동 스위치(59)의 클리어링(clearing)은 상기 절개 전류 경로가 스위치(58)에 의해 다시 폐쇄되기 전에 상기 HF 입력 전압원(47)을 작동 정지(deactivation)시킨다. 이와 다른 것에 대해서는, 도 1 내지 도 5에 대해 제공된 설명이 이미 도입된 구성 요소들을 사용하여 대응적으로 적용가능하다.
도 6에 따른 실시예에 기초하여, 도 7을 고려하면 응고 전압원(54)으로부터 전력 스위치(58)의 접촉부(58c)까지 연결되는 경로 내에 회로(44)의 전류-제한 구조 요소를 배치하는 것이 가능하다. 이러한 구조 요소는 커패시터(C3) 또는 또 다른 구성요소, 예를 들면 코일(인덕턴스), 저항, 또는 둘 이상의 그러한 구조 요소들의 조합이 될 수 있다. 그와 같이 하는데 있어서, 상기 커패시터(C3) 또는 다른 전류-제한 구성요소의 임피던스는 응고 모드에서 절개 전극(36)에 도달하는 전류가 제한되고 그에 따라 더 이상 절개 효과를 갖게 되지 않도록 하는 방식으로 설정된다. 이와 다른 것에 대해서는, 도 1 내지 도 5에 대해 제공된 설명이 이미 도입된 구성 요소들을 사용하여 대응적으로 적용가능하다.
대안적으로, 도 8에 따른 회로(44)에 의해 도시된 바와 같이, 전력 스위치(58)의 접촉부(58c)는 또한 전류-제한 구성요소, 예를 들면 커패시터(C3)를 통하여 절개 전압원(55)에 접속될 수 있다. 그에 따라, 응고 모드에서, 절개 전압이 초기에 절개 전극(36)으로 인가되지만, 여기에서 상기 전류는 언급할 만한 가치도 없는 절개 효과나 또는 어떠한 절개 효과도 허용하지 않는 값들로 제한된다. 이와 다른 것에 대해서는, 도 1 내지 도 5에 대해 제공된 설명이 이미 도입된 구성 요소들을 사용하여 대응적으로 적용가능하다.
도 9에 도시된 바와 같이, 상기 전력 스위치(58)를 상기의 모든 실시예들에서의 경우에서와 같은 전환 스위치로서가 아니라 오프너(opener)(즉, 접촉부(58c)가 없음)로서 구성하는 것이 가능하다. 또한, 상기 오프너는 응고 작동 스위치(59)의 업스트림으로 구성되어, 즉, 상기 응고 작동 스위치(59)가 폐쇄되기 전에 개방하고, 상기 응고 작동 스위치(59)가 개방한 후에만 폐쇄한다. 이러한 경우, 응고 모드에서 상기 절개 전극은 전위가 없고, 그에 따라 전류가 없게 된다. 이와 다른 것에 대해서는, 도 1 내지 도 5에 대해 제공된 설명이 이미 도입된 구성 요소들을 사용하여 대응적으로 적용가능하다.
본 발명에 따른 회로의 또 다른 적절한 변형이 도 9a에 도시된다. 이러한 실시예를 참조하면, 상기 전력 스위치(58)는, 절개 작동 스위치(60)가 작동될 때 접촉부들(58a, 58b) 사이의 도전성 접속을 확립하는 클로저(closer)가 된다. 상기 전력 스위치는 폐쇄시 상기 절개 작동 스위치(60)에 선행하며, 작동 정지시 상기 절개 작동 스위치(60)에 후행한다. 이와는 대조적으로, 단지 상기 응고 작동 스위치(59)가 작동된다면, 상기 전력 스위치(58)는 개방 상태를 유지한다. 상기 절개 전극은 전류가 없게 되거나 또는 상기 전력 스위치(58)의 기생 용량을 통하여 무시할 정도의 최소 전류를 전도할 수 있다. 이와 다른 것에 대해서는, 도 1 내지 도 5에 대해 제공된 설명이 이미 도입된 구성 요소들을 사용하여 대응적으로 적용가능하다.
도 5, 도 6, 도 7, 도 8, 및 도 10의 모든 실시예들을 고려하면, 기계적 접속이 상기 전력 스위치(58)와 상기 응고 작동 스위치(59) 대신에 상기 전력 스위치(58)와 상기 절개 작동 스위치(60) 사이에 대안적으로 존재하는 것이 또한 가능하다. 그러면, 휴지 상태에서 접촉부(58b)가 접촉부(58c)에 접속된다. 이제, 상기 절개 작동 스위치(60)가 작동되면, 상기 절개 작동 스위치(60)를 폐쇄하기 전에 상기 접촉부(58a)와 상기 접촉부(58b) 사이의 접속을 확립하기 위하여 상기 전력 스위치(58)가 먼저 전환(reverse)된다. 그 뒤에 작동 정지시 상기 전력 스위치(58)가 전환된다. 상기 응고 작동 스위치(59)가 작동하는 동안, 상기 전력 스위치(58)는 휴지 상태로 유지되며, 그에 따라 상기 접촉부(58b)는 상기 접촉부(58c)에 대한 접속을 지속한다.
회로(44)의 상기 기술한 모든 실시예들에서 응고 전압원(54) 및 절개 전압원(55)은 상기 회로(44)의 일부였지만, 상기 두 개의 전압원들을 디바이스(12)에 제공하는 것이 또한 가능하다. 하나의 접속부(46)가 HF 출력 전압원에 대한 접속을 위해 배치되는 대신에, 두 개의 접속부들(46a, 46b)이 플러그 상에 제공된다(도 10 참조). 이러한 경우에, 상기 접속부(46a)는 상기 디바이스(12)에 제공된 응고 전압원에 접속되고, 상기 접속부(46b)는 상기 디바이스(12)에 제공된 절개 전압원에 접속된다. 이들 양쪽 모두는 스위치들(59, 60) 중 하나를 작동함으로써 동시에 작동되며, 이러한 경우, 앞서 설명된 바와 같은 상기 전력 스위치(58)는 동일한 스위칭 시퀀스로 상기 응고 작동 스위치(59)로 스위치되고, 그에 따라 응고 모드에서 어떠한 절개 효과도 억제하게 된다. 대안적으로, 상기 전력 스위치(58)는 또한 상기 절개 작동 스위치(60)에 접속되거나 결합될 수 있으며, 휴지 모드에서 상기 접촉부(58b)는 상기 전력 스위치(58)의 접촉부(58c)에 접속될 수 있다(도시되지 않음). 이러한 대안적인 디자인에서, 상기 절개 작동 스위치(60)가 작동될 때 상기 전력 스위치(58)가 먼저 전환되어 절개 모드에서 절개 효과가 허용된다. 상기 절개 작동 스위치(60)가 해제될 때 상기 전력 스위치(58)는 이후 휴지 상태로 리셋되어, 후속하는 응고 작동 동안 절개 효과는 억제 상태로 유지된다. 이와 다른 것에 대해서는, 도 1 내지 도 5에 대해 제공된 설명이 이미 도입된 구성 요소들을 사용하여 대응적으로 적용가능하다.
본 발명에 따른 응고 장치(10)는 응고 전극들(22, 23, 27, 28)과 절개 전극(36)을 포함하는 툴(17)을 갖는 기구(11)를 포함한다. 상기 전극들에는 회로(44)에 의한 전원이 공급되며, 상기 회로는 응고 전압원(54) 및 절개 전압원(55)을 포함하거나 또는 그러한 전압원들에 접속될 수 있다. 상기 디바이스는 절개 작동 스위치(60) 및 응고 작동 스위치(59)를 포함한다. 후자는, 상기 응고 전압원(54)이 작동되기 전에, 응고 모드에서 상기 절개 전압원(55)으로부터 상기 절개 전극으로의 전류 경로를 분리하는 전력 스위치(58)에 접속된다. 그에 따라, 사용자는 보다 복잡한 수술들을 더욱 유연하게 수행할 수 있도록 하기 위하여 신뢰가능한 수단을 용이한 방식으로 제공받게 된다.
본 발명에 따른 응고 장치(10)는 응고 전극들(22, 23, 27, 28)과 절개 전극(36)을 포함하는 툴(17)을 갖는 기구(11)를 포함한다. 상기 전극들에는 회로(44)에 의한 전원이 공급되며, 상기 회로는 응고 전압원(54) 및 절개 전압원(55)을 포함하거나 또는 그러한 전압원들에 접속될 수 있다. 상기 디바이스는 절개 작동 스위치(60) 및 응고 작동 스위치(59)를 포함한다. 후자는, 상기 절개 전압원(55) 또는 HF 출력 전압원(47)과 상기 응고 전압원(54)이 작동되기 전에, 절개 모드에서 상기 절개 전압원(55)으로부터 상기 절개 전극으로의 전류 경로를 접속하는 전력 스위치(58)에 접속된다. 그에 따라, 사용자는 보다 복잡한 수술들을 더욱 유연하게 수행할 수 있도록 하기 위하여 신뢰가능한 수단을 용이한 방식으로 제공받게 된다.
10: 응고 장치
11: 생체 조직을 응고 및 절개하기 위한 기구
12: 디바이스
13: 케이블
14: 하우징
15: 핸들
16: 제어 소자
17: 툴
18: 샤프트
19: 툴의 제 1 브랜치
20: 툴의 제 2 브랜치
21: 힌지
22, 23: 제 1 응고 전극
24, 25: 제 1 브랜치의 림
26: 절연 섹션
27, 28: 제 2 브랜치의 림
29, 30: 제 2 응고 전극
31: 절연 섹션
32: 절개 전극 인서트
33: 카운터 베어링 소자
34: 중앙 벽 섹션
35a, 35b: 한계 표면
36: 절개 전극
39: 지지 표면
42, 43: 절연체
44: 회로
M, K, S: 출력 접속부
45, 46: 회로(44)의 입력 접속부
47: HF 출력 전압원(HF 발생기)
48: 입력 접속부
49: 변압기
50, 51: 부분 권선
52: 1차 권선
53: 2차 권선
54: 응고 전압원
55: 절개 전압원
56: 결합 커패시터
57: 저-전압원
C, C1, C2, C3: 커패시터
R, R1, R2, R3: 저항
58: 전력 스위치
58a: 스위치(58)의 고정 접촉부(정상시에 폐쇄 접촉부)
58b: 스위치(58)의 가동 접촉부
58c: 스위치(58)의 고정 접촉부(정상시에 개방 접촉부)
59: 응고 작동 스위치
60: 절개 작동 스위치
61: 작동 소자
62: 작동 스위치

Claims (12)

  1. 생체 조직을 응고하고(coagulating) 필요한 경우 절개하기(dissecting) 위한 기구(11)에 있어서,
    적어도 하나의 제 1 응고 전극(22) 및 적어도 하나의 제 2 응고 전극(29)을 갖는 툴(17)로서, 상기 전극들은 그들 사이에서 조직(tissue)을 집을 수 있도록 서로에 대해 이동가능하며, 상기 적어도 하나의 제 1 응고 전극(22) 및 상기 적어도 하나의 제 2 응고 전극(29) 사이에 집혀진 조직을 절개하기 위한 적어도 하나의 절개 전극(36)을 갖는, 상기 툴(17)과,
    상기 응고 전극들(22, 29)과 상기 절개 전극(36)에 접속된 전기 회로(44)로서, 절개 전압원(55)과 응고 전압원(54)을 포함하거나 그러한 전압원에 접속될 수 있고, 상기 절개 전압원(55)은 상기 기구(11)에 배치된 변압기(49)에 의해 형성되고 HF 출력 전압원(47)에 입력 측 상에 연결되거나 연결될 수 있고, 상기 HF 출력 전압원(47)은 상기 응고 전압원(54)을 공급하는 역할을 하는, 상기 전기 회로(44)를 포함하고,
    상기 전기 회로(44)는 세 개의 출력 접속부들(M, K 및 S)을 갖고, 하나의 출력 접속부(M)는 적어도 하나의 제 2 응고 전극(29)에 연결된 접지 접속이고, 하나의 추가된 출력 접속부(K)는 적어도 하나의 제 1 응고 전극(22)에 연결된 응고 접속이고, 다른 추가된 출력 접속부(S)는 상기 절개 전압원(55)의 절개 전압을 위한 적어도 하나의 절개 전극(36)과 연결된 접속이고,
    상기 전기 회로(44)는 절개 전압원(55)과 절개 전극(36) 사이의 전류 경로에 배치되고, 상기 절개 전압원(55)으로부터 상기 절개 전극(36)을 선택적으로 분리하거나 또는 상기 절개 전극(36)을 상기 절개 전압원(55)에 선택적으로 접속하도록 구성되는 전력 스위치(58), 및 상기 응고 전압원(54), 상기 절개 전압원(55) 또는 상기 HF 출력 전압원(47)을 선택적으로 작동하도록 구성되는 작동 스위치(62)를 갖고,
    상기 작동 스위치(62) 및 상기 전력 스위치(58)는 공유 작동 소자(61)에 의해 연속적으로 제어되는, 기구(11).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 회로(44)는 입력 측 상에 세 개의 접속부들(45, 46, 48)을 갖고, 두 개의 접속부들(45, 46)은 기구(11)를 작동하기 위한 전기 에너지를 제공하기 위해 HF 출력 전압원(47)에 접속되도록 구성되며, 제 3 접속부(48)는 HF 출력 전압원(47)을 작동 또는 작동정지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 기구(11).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전력 스위치(58) 및 상기 작동 스위치(62)는, 상기 작동 소자(61)가 작동될 때 상기 작동 스위치(62)가 폐쇄되기 전에 상기 전력 스위치(58)가 폐쇄되고, 상기 작동 소자(61)가 작동정지될 때 상기 전력 스위치(58)가 개방되기 전에 상기 작동 스위치(62)가 개방되는 방식으로 작동 소자(61)에 접속되는 것을 특징으로 하는, 기구(11).
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    휴지 상태에서 상기 전력 스위치(58)는 상기 절개 전압원(55)과 상기 절개 전극(36) 사이에 전기적 접속을 제공하지 않고, 작동 상태에서 상기 절개 전극(36)을 상기 절개 전압원(55)에 접속하는 것을 특징으로 하는, 기구(11).
  5. 제 4 항에 있어서,
    휴지 상태에서 상기 전력 스위치(58)는 상기 절개 전극(36)을 상기 응고 전압원(54) 또는 저-전압원(57)에 접속하거나, 또는 전위가 없는 상태로 전환되는 것을 특징으로 하는, 기구(11).
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 저-전압원(57)은 1차 측이 상기 응고 전압원(54)에 접속되는 변압기(49)인 것을 특징으로 하는, 기구(11).
  7. 제 4 항에 있어서,
    휴지 상태에서 상기 전력 스위치(58)는 상기 절개 전극(36)을 전류 제한 수단(C3)에 접속하는 것을 특징으로 하는, 기구(11).
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기구(11)는 상기 HF 출력 전압원(47)을 작동하도록 구성되는 응고 작동 스위치(59)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 기구(11).
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 기구(11)는 상기 HF 출력 전압원(47)을 작동하도록 구성되는 절개 작동 스위치(60)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 기구(11).
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 절개 작동 스위치(60) 및 상기 응고 작동 스위치(59)는 이들이 선택적으로만 작동될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 기구(11).
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 변압기(49)는 상기 응고 전압원(54)에 접속되거나 접속될 수 있는 것을 특징으로 하는, 기구(11).
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 응고 전압원(54)은 상기 기구(11)의 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는, 기구(11).
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