KR102595999B1 - 마이크로웨이브 방식의 수술 도구 - Google Patents

마이크로웨이브 방식의 수술 도구 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마이크로웨이브 방식의 수술 도구에 관한 것이다. 마이크로웨이브 방식의 수술 도구는 마이크로웨이브가 인가되는 가열 팁(11)이 형성된 가열 모듈(10); 및 가열 모듈에 분리 가능하도록 결합되는 가위 모듈(20)로 이루어진다.

Description

마이크로웨이브 방식의 수술 도구{A Microwave Type of a Surgical Tool}
본 발명은 마이크로웨이브 방식의 수술 도구에 관한 것이고, 구체적으로 인체 수술 부위의 응고 및 절단을 위하여 마이크웨이브를 인가하는 마이크로웨이브 방식의 수술 도구에 관한 것이다.
수술 과정에서 혈관의 같은 인체 조직이 절삭될 필요가 있고, 절삭 부위의 지혈을 위하여 응고가 된 이후 적절한 커터에 의하여 정해진 부위가 절삭이 될 수 있다. 예를 들어 복강경 수술 과정에서 혈관 또는 이와 유사한 인체 부위의 일부가 절삭이 될 필요가 있고, 이를 위하여 예를 들어 초음파 절삭기 또는 고주파 절삭기와 같은 수술 도구가 사용될 수 있다. 예를 들어 국제공개번호 WO 2011/097469는 고주파 에너지를 인가하여 조직을 절개하는 전기 수술 장치에 대하여 개시한다. 또한 WO 2010/120944는 강자성 코팅이 된 전기 전도체로 이루어진 열 조절 가능한 수술 도구에 대하여 개시한다. 절삭 부위에 고주파와 같은 전자기파가 인가되면 절삭 부위에서 열로 변환되어 응고가 될 수 있다. 절삭 부위는 인체 부위가 되므로 응고 부위가 최소로 되면서 빠른 속도로 열로 변환되는 것이 유리하다. 다양한 형태의 전자기파가 인체에 인가되어 열로 변환될 수 있고, 예를 들어 마이크로파가 또한 적용 부위에 따라 열로 변환되어 응고가 되도록 한다. 마이크로파는 분자 구조를 변화시키지 않으면서 빠른 가열 및 국소 가열이 가능하고 제어가 용이하다는 이점을 가진다. 그러나 선행기술은 이와 같은 마이크로파에 의한 응고 및 절삭 방법에 대하여 개시하지 않는다.
본 발명은 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
선행기술 1: WO 2010/120944(아에스클랍 아게, 2011.08.11. 공개) 복강경 고주파 수술 장치 선행기술 2: WO 2010/120944(도메인 서지컬, 인크. 2010.10.21. 공개) 유도 가열된 외과용 기구
본 발명의 목적은 마이크로웨이브의 인가에 의한 응고 및 절삭이 가능하면서 절개, 응고 또는 절삭에 편리한 구조를 가진 마이크로웨이브 방식의 수술 도구를 제공하는 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 마이크로웨이브 방식의 수술 도구는 마이크로웨이브가 인가되는 가열 팁이 형성된 가열 모듈; 및 가열 모듈에 분리 가능하도록 결합되는 가위 모듈로 이루어진다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 가위 모듈은 접촉 팁이 형성되면서 가열 모듈에 대하여 회전 가능한 작동 가위; 및 가열 모듈에 고정되는 고정 걸이로 이루어진다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 가열 팁은 마이크로웨이브의 인가에 의하여 열을 발생시키는 가열 전극 또는 마이크로웨이브를 인체로 유도하는 유도 전극을 포함한다.
본 발명에 따른 마이크로웨이브 방식의 수술 도구는 마이크로웨이브를 인가하여 가열시키는 것에 의하여 빠르게 가열시키면서 원하는 부위에만 국소적으로 가열이 가능하다는 이점을 가진다. 이에 의하여 수술 과정에서 수술 부위가 최소가 되도록 한다. 본 발명에 따른 수술 도구는 절단 가위가 분리 가능하도록 가열 모듈에 결합되어 사용 편의성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 마이크로웨이브 방식의 수술 도구의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 마이크로웨이브 방식의 수술 도구의 분리 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 마이크로웨이브 방식의 수술 도구의 절단 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 마이크로웨이브 방식의 수술 도구의 작동 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 마이크로웨이브 방식의 수술 도구의 실시 예를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 마이크로웨이브 방식의 수술 도구는 마이크로웨이브가 인가되는 가열 팁(11)이 형성된 가열 모듈(10); 및 가열 모듈에 분리 가능하도록 결합되는 가위 모듈(20)로 이루어진다.
수술 도구는 마이크로웨이브가 인가되어 수술 부위를 절개 또는 응고를 시키는 가열 모듈(10) 및 가열 모듈(10)에 분리 가능하도록 결합되어 절단 과정에서 사용되는 가위 모듈(20)로 이루어진다. 수술 과정에서 절개 및 응고만으로 시술이 가능한 경우 가위 모듈(20)은 가열 모듈(10)에 결합되지 않고, 가열 모듈(10)만으로 시술이 될 수 있다. 이와 달리 절단 과정이 요구되는 경우 가위 모듈(20)이 가열 모듈(10)에 결합될 수 있고, 가위 모듈(20)은 가열 모듈(10)에 분리 가능하도록 결합될 수 있다. 가열 모듈(10)은 전체적으로 펜슬 형상이 될 수 있고, 마이크로웨이브의 인가에 따라 직접 가열이 되거나, 응고 부위로 마이크로웨이브를 유도할 수 있다. 가열 모듈(10)은 마이크로웨이브에 의하여 가열되거나 또는 마이크로웨이브를 인체의 수술 부위로 유도하는 가열 팁(11); 가열 팁(11)이 고정되는 유도 몸체(12); 유도 몸체(12)에 결합되는 작동 블록(13); 및 작동 블록(13)에 결합되는 체결 블록(14)으로 이루어질 수 있다. 가열 팁(11)은 전체적으로 선형으로 연장되면서 인체 부위를 절개할 수 있는 나이프 형상 또는 혓바닥 형상이 될 수 있다. 가열 팁(11)의 한쪽 끝은 유도 몸체(12)의 한쪽 끝 또는 한쪽 끝의 내부에 고정될 수 있다. 유도 몸체(12)는 전체적으로 속이 빈 실린더 형상 또는 튜브 형상이 되면서 가열 팁(11)을 고정시키면서 가열 팁(11)으로 마이크로웨이브를 유도하는 다양한 수단이 배치되는 수용 공간을 포함할 수 있다. 유도 몸체(12)는 연장 방향을 따라 적어도 일부에서 점차로 직경이 변하는 다양한 구조를 가질 수 있고, 유도 몸체(12)의 한쪽 끝 부분에 작동 블록(13)이 형성될 수 있다. 작동 블록(13)의 내부에 가열 모듈(10)의 작동을 위한 다양한 전자 회로, 부품 또는 칩이 배치될 수 있다. 작동 블록(13)에 체결 블록(14)이 결합될 수 있고, 체결 블록(14)에 마이크로웨이브의 전송을 위한 작동 유닛(15)이 분리 가능하도록 결합될 수 있다. 체결 블록(14)의 전체적으로 속이 빈 실린더 형상이 될 수 있고, 한쪽 끝 부분에 작동 유닛(15)이 결합될 수 있다. 작동 유닛(15)은 연결 케이블(16)에 의하여 마이크로웨이브를 발생시키는 마그네트론 또는 다양한 프로세서가 배치된 제어 모듈과 연결될 수 있다. 작동 블록(13)에 적어도 하나의 작동 스위치(18a, 18b)가 설치될 수 있고, 예를 들어 절단 스위치(18a) 또는 응고 스위치(18b)와 같은 수술 도구의 작동을 위한 다양한 종류의 스위치가 설치될 수 있다.
가열 모듈(10)에 분리 가능하도록 결합되는 가위 모듈(20)은 두 개의 부분으로 이루어질 수 있고, 구체적으로 가위 모듈(20)은 접촉 팁(21)이 형성되면서 가열 모듈에 대하여 회전 가능한 작동 가위; 및 가열 모듈에 고정되는 고정 걸이(27)로 이루어질 수 있다. 작동 가위는 가열 팁(11)에 맞물리거나, 분리되는 접촉 팁(21); 접촉 팁(21)으로부터 연장되는 분리 부위(22); 분리 부위(22)와 일체로 형성되면서 정해진 방향을 따라 연장되는 연장 부위(24); 및 연장 부위(24)에 결합되는 작동 손잡이(25)로 이루어질 수 있다. 접촉 팁(21)의 적어도 일부의 위쪽 면은 가열 팁(11)의 아래쪽 면과 면 접촉이 가능한 구조가 될 수 있다. 분리 부위(22)은 전체적으로 접촉 팁(21)의 한쪽 끝으로부터 활처럼 휘어진 형상이 될 수 있고, 부리 부위(22)의 끝 부분으로부터 위쪽 방향으로 경사지도록 결합 부위(23)가 형성될 수 있다. 결합 부위(23)에 작동 가위를 가열 모듈(10)에 분리 가능하도록 결합시키는 결합 유닛(26)이 결합될 수 있다. 구체적으로 결합 유닛(26)은 예를 들어 실린더 형상의 핀 구조가 될 수 있고, 유도 유닛(12)의 측면에 결합 홀이 형성될 수 있다. 그리고 결합 유닛(26)이 결합 홀에 회전 가능하도록 결합될 수 있고, 이에 의하여 작동 가위가 가열 모듈(10)에 회전 가능하도록 결합될 수 있다. 연장 부위(24)는 결합 부위(23)의 끝 부분으로부터 선형으로 연장될 수 있고, 작동 손잡이(25)는 손가락으로 작동 가위를 회전시킬 수 있는 다양한 구조로 만들어질 수 있다. 예를 들어 작동 손잡이(25)는 전체적으로 원형이 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 체결 블록(14)에 고정 결합 부위(17)가 형성될 수 있고, 고정 결합 부위(17)에 고정 걸이(27)가 결합될 수 있다. 고정 걸이(27)는 작동 손잡이(25)와 대응되는 다양한 구조를 가질 수 있고, 예를 들어 전체적으로 원형이 될 수 있다. 작동 가위 또는 고정 걸이(27)는 다양한 방법으로 가열 모듈(10)에 분리 가능하도록 결합될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 마이크로웨이브 방식의 수술 도구의 분리 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 가위 모듈(20)은 접촉 팁(21)이 형성되면서 가열 모듈에 대하여 회전 가능한 작동 가위; 및 가열 모듈에 고정되는 고정 걸이(27)로 이루어진다. 가열 팁(11)의 끝 부분은 유도 유닛(12a)의 내부로 연장될 수 있고, 유도 유닛(12a)의 끝 부분은 가열 팁(11)에 비하여 큰 직경을 가질 수 있고, 이에 의하여 유도 유닛(12a)의 끝 부분에 유입 틈이 형성될 수 있다. 유입 틈은 수술 과정에서 발생되는 다양한 형태의 유해 기체를 가열 모듈(10)의 내부로 유입시키는 기능을 할 수 있다. 유입 틈을 통하여 유입된 기체는 필터 유닛(F)에 의하여 여과되어 배출 홀(H)을 통하여 배출될 수 있다. 가열 모듈(10)의 내부에 유해 기체의 유입을 위한 다양한 수단이 배치될 수 있다. 고정 결합 부위(17)은 작동 블록(13)의 외부 둘레 면에 결합된 고정 블록(171); 및 고정 블록(171)에 형성되는 적어도 하나의 결합 돌기(172)로 이루어질 수 있다. 결합 돌기(172)는 고정 블록(171)으로부터 돌출되는 다양한 형상이 될 수 있고, 예를 들어 단면이 직각 삼각형이 되는 구조, 실린더 구조 또는 이와 유사한 구조가 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 고정 걸이(27)에 고정 결합 부위(17)에 결합되는 고정 결합 블록(19)이 형성될 수 있고, 고정 결합 블록(19)은 고정 걸이(27)와 일체로 형성되는 걸이 블록(191); 및 걸이 블록(191)에 형성되어 결합 돌기(172)가 수용되어 고정되는 삽입 홀(192)로 이루어질 수 있다. 결합 돌기(172)는 견고한 소재로 만들어질 수 있고, 삽입 홀(192)은 탄성 소재로 형성될 수 있다. 결합 돌기(172)는 삽입 홀(192)에 분리 가능하도록 결합될 수 있고, 이에 의하여 고정 걸이(17)가 가열 모듈(10)에 분리 가능하도록 결합될 수 있다. 고정 걸이(17)는 예를 들어 슬라이딩 홈 및 결합 돌기 구조 또는 이와 유사한 구조와 같이 다양한 방법으로 가열 모듈(10)에 분리 가능하도록 결합될 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다. 위에서 설명된 것처럼 작동 가위는 회전 핀 구조의 결합 유닛(26)이 유도 유닛(12a)의 둘레 면에 형성된 결합 홀(26a)에 결합되는 구조로 가열 모듈(10)에 결합될 수 있다. 또는 유도 유닛(12a)의 둘레 면에 회전 돌기가 형성되고, 작동 가위에 회전 홀이 형성되는 구조로 작동 가위가 가열 모듈(10)에 결합될 수 있다. 이와 같이 작동 가위는 다양한 방법으로 가열 모듈(10)에 분리 및 회전 가능하도록 결합될 수 있고 이에 의하여 본 발명은 제한되지 않는다.
도 3은 본 발명에 따른 마이크로웨이브 방식의 수술 도구의 절단 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 가열 팁(11)은 마이크로웨이브의 인가에 의하여 열을 발생시키는 가열 전극(34) 또는 마이크로웨이브를 인체로 유도하는 유도 전극(37)을 포함한다. 가열 팁(11)은 수술 부위에 열을 가하여 응고시키는 기능을 가질 수 있다. 가열 팁(11)에 의한 수술 부위의 응고는 마이크로웨이브에 의하여 발생된 열을 전달하거나, 마이크로웨이브를 수술 부위로 전송하여 열을 발생시키는 방법으로 이루어질 수 있다. 마이크로웨이브는 300 내지 300,000 MHz의 낮은 주파수 대역의 전자기파가 되고, 분자 회전에 의하여 열을 발생시킬 수 있다. 마이크로웨이브는 쌍극자 회전(dipole rotation) 또는 이온 전도(ionic conduction) 방식으로 물체를 가열시키고, 가열을 위한 열전달 매체가 요구되지 않으므로 가열 효율이 높으면서 국소 가열이 가능하다는 장점을 가진다. 또한 간단하게 온/오프(on/off)를 시키는 것에 의하여 가열을 개시시키거나, 가열을 중단시킬 수 있다. 가열 팁(11)은 전체적으로 아래쪽 면이 평면이 되면서 위쪽으로 볼록 렌즈 형상의 곡면이 된 이후 평면 형상으로 연장될 수 있다. 또한 날카로운 끝으로부터 양쪽 방향으로 볼록하게 곡면 형상으로 연장된 이후 평면 형상으로 연장되어 유도 몸체(12)와 연결될 수 있다. 접촉 팁(21)은 전체적으로 유도 몸체(12)와 유사한 형상이 될 수 있지만 이에 제한되지 않고 평면 형상의 가열 팁(11)과 마주보는 평면을 가지는 다양한 형상이 될 수 있다. 가열 팁(11)과 접촉 팁(21)의 마주보는 평면에 각각 가열 전극(31, 31a) 및 접촉 블록(32, 32a)이 형성될 수 있다. 가열 전극(31, 31a)은 평면 돌기 형상이 되거나, 안쪽으로 오목한 홈 형상이 될 수 있다. 접촉 블록(32, 32a)은 가열 전극(31, 31a)과 접촉되는 평면 돌기 형상, 수용 홈 형상 또는 오목한 홈에 수용되는 볼록한 돌기 형상이 될 수 있다. 이와 같은 구조의 가열 전극(31, 31a)은 수술 부위의 절개 및 응고가 용이하도록 할 수 있다. 또한 대응되는 접촉 블록(32, 32a)의 구조는 필요한 부위만이 절단되도록 하면서 신속하게 절단이 되도록 한다. 가열 전극(31)은 단열 블록(33)의 아래쪽으로 일부가 돌출되는 구조가 될 수 있고, 가열 전극(31)은 전도 층(34)에 의하여 반응 전극(35)과 연결될 수 있다. 반응 전극(35)은 도파관(36)을 통하여 전송된 마이크로웨이브에 의한 쌍극자 운동 또는 이온 운동에 의하여 열을 발생시키는 CuO, NiO, V2O5 또는 세라믹 분말 소재로 형성된 박막 층 구조가 될 수 있고, 전도 층(34)은 열전도율이 높은 알루미늄 또는 이와 유사한 소재가 형성된 열을 전달하는 층이 될 수 있다. 그리고 가열 전극(31)은 상대적으로 폭이 좁은 커터 구조가 될 수 있다. 이와 같은 구조에서 가열 전극(31)은 마이크로웨이브에 의하여 발생된 열을 간접적으로 수술 부위로 전송하여 가열 및 응고를 시킬 수 있다. 이에 비하여 마이크로웨이브가 직접 수술 부위로 전송될 수 있고, 구체적으로 도파관(36)을 통하여 전송된 마이크로웨이브가 유도 전극(37)을 경유하여 분리 가열 전극(38_1, 38_2, 38_K)을 통하여 수술 부위로 전송될 수 있다. 유도 전극(37)은 도파관(36)을 통하여 전송된 마이크로파의 방향을 변화시켜 분리 가열 전극(38_1 내지 38_K)로 유도하는 기능을 가질 수 있다. 서로 분리된 다수 개의 인가 전극 구조를 가지는 분리 가열 전극(38_1 내지 38_K)에 의하여 마이크로웨이브의 침투 깊이를 감소시키면서 국소적으로 가열시킬 수 있다. 가열 전극(31, 31a)은 다양한 소재에 의하여 다양한 구조로 만들어질 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 4는 본 발명에 따른 마이크로웨이브 방식의 수술 도구의 작동 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 마그네트론(42)에서 발생된 마이크로웨이브가 전송 케이블(46)을 통하여 유도되어 가열 팁(11)으로 전달될 수 있다. 위에서 설명이 된 것처럼 가열 모듈은 단독으로 사용되거나, 가위 모듈(10)이 결합된 형태로 사용될 수 있다. 제어 모듈(41)에 의하여 수술 도구의 전체 작동이 제어될 수 있고, 절개 부위의 응고를 위하여 응고 스위치(18b)가 작동될 수 있다. 응고 스위치(18b)의 작동 신호를 수신하면 제어 모듈(41)은 마그네트론(42)을 작동시켜 마이크로웨이브를 발생시킬 수 있다. 시간 설정 유닛(43)에 의하여 마이크로웨이브의 인가 시간이 결정될 수 있고, 방향 설정 유닛(44)에 의하여 마이크로웨이브(44)의 인가 방향의 결정될 .수 있다. 발생된 마이크로웨이브가 설정 조건에 따라 작동 유닛(15)의 작동에 의하여 가열 팁(11)으로 전송될 수 있다. 마이크로웨이브는 가열 모듈의 내부에 형성된 도파관을 통하여 가열 팁(11)으로 전송될 수 있다. 전송된 마이크로웨이브에 대한 반사파가 반사 탐지 유닛(45)에 의하여 탐지되어 제어 모듈(41)로 전송될 수 있다. 또한 마이크로웨이브가 인가되는 부위의 온도가 탐지되어 제어 모듈(41)로 전송될 수 있다. 반사 정보 및 탐지 정보에 기초하여 제어 모듈(41)은 마이크로웨이브의 작동 조건을 조절할 수 있다. 이와 같은 방식으로 응고가 완료되면, 절단 스위치(18a)가 작동될 수 있고, 절단 스위치(18a)의 작동에 따라 마이크로웨이브의 발생이 중단될 수 있다. 절단 스위치(18a)의 작동에 따라 선택적으로 초음파 발생 모듈(47)에 의하여 초음파가 절단 부위 또는 가열 모듈(10)에 인가될 수 있다. 인가되는 초음파는 절단 부위, 가열 팁(11) 또는 접촉 팁(21)을 진동시키는 기능을 가지고, 이에 의하여 절단이 용이하게 이루어지도록 한다.
마이크로웨이브는 다양한 방법으로 발생되어 인가될 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
10: 가열 모듈 20: 가위 모듈
11: 가열 팁 12: 유도 몸체
13: 작동 블록 14: 체결 블록
21: 접촉 팁 22: 분리 부위
24: 연장 부위 27: 고정 걸이
34: 가열 전극 37: 유도 전극

Claims (3)

  1. 마이크로웨이브가 인가되는 가열 팁(11)이 형성된 가열 모듈(10); 및
    가열 모듈(10)에 분리 가능하도록 결합되는 가위 모듈(20)로 이루어지고,
    가위 모듈(20)은 접촉 팁(21)이 형성되면서 가열 모듈에 대하여 회전 가능한 작동 가위; 및 가열 모듈(10)에 고정되는 고정 걸이(27)로 이루어지고,
    가열 모듈(10)은 가열 모듈(10)의 작동을 위한 부품이 내부에 배치되는 작동 블록(13); 작동 블록(13)의 외부 둘레 면에 결합된 고정 블록(171) 및 고정 블록(171)에 형성되는 적어도 하나의 결합 돌기(172)로 이루어진 고정 결합 부위(17); 및 가열 팁(11)의 끝 부분이 내부로 연장되고 둘레 면에 작동 가위를 결합시키는 결합 홀(26a)이 형성된 유도 유닛(12a)을 더 포함하고, 유도 유닛(12a)의 끝 부분에 유입 틈이 형성되도록 유도 유닛(12a)의 끝 부분이 가열 팁(11)에 비하여 큰 직경을 가지고,
    고정 걸이(27)는 고정 결합 부위(17)에 결합되는 고정 결합 블록(19)을 포함하고, 고정 결합 블록(19)은 고정 걸이(27)와 일체로 형성되는 걸이 블록(191); 및 걸이 블록(191)에 형성되어 결합 돌기(172)가 수용되어 고정되는 삽입 홀(192)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 방식의 수술 도구.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 가열 팁(11)은 마이크로웨이브의 인가에 의하여 열을 발생시키는 가열 전극(34) 또는 마이크로웨이브를 인체로 유도하는 유도 전극(37)을 포함하는 마이크로웨이브 방식의 수술 도구.
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