KR102709522B1 - 수성의 환경에서 플라즈마를 발생시키는 장치 및 방법 - Google Patents
수성의 환경에서 플라즈마를 발생시키는 장치 및 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102709522B1 KR102709522B1 KR1020190054231A KR20190054231A KR102709522B1 KR 102709522 B1 KR102709522 B1 KR 102709522B1 KR 1020190054231 A KR1020190054231 A KR 1020190054231A KR 20190054231 A KR20190054231 A KR 20190054231A KR 102709522 B1 KR102709522 B1 KR 102709522B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- plasma
- generator
- voltage
- living tissue
- electrode
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 21
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 46
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 31
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 12
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 9
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 claims 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 4
- 230000002232 neuromuscular Effects 0.000 description 4
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 3
- 206010061296 Motor dysfunction Diseases 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 235000001674 Agaricus brunnescens Nutrition 0.000 description 1
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
- 230000000451 tissue damage Effects 0.000 description 1
- 231100000827 tissue damage Toxicity 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B18/04—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating
- A61B18/12—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating by passing a current through the tissue to be heated, e.g. high-frequency current
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B18/04—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating
- A61B18/042—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating using additional gas becoming plasma
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B18/04—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating
- A61B18/12—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating by passing a current through the tissue to be heated, e.g. high-frequency current
- A61B18/1206—Generators therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B2018/00571—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body for achieving a particular surgical effect
- A61B2018/00577—Ablation
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B2018/00571—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body for achieving a particular surgical effect
- A61B2018/00577—Ablation
- A61B2018/00583—Coblation, i.e. ablation using a cold plasma
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B2018/00636—Sensing and controlling the application of energy
- A61B2018/00642—Sensing and controlling the application of energy with feedback, i.e. closed loop control
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B2018/00636—Sensing and controlling the application of energy
- A61B2018/00696—Controlled or regulated parameters
- A61B2018/00702—Power or energy
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B2018/00636—Sensing and controlling the application of energy
- A61B2018/00696—Controlled or regulated parameters
- A61B2018/0072—Current
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B2018/00636—Sensing and controlling the application of energy
- A61B2018/00696—Controlled or regulated parameters
- A61B2018/00767—Voltage
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B2018/00636—Sensing and controlling the application of energy
- A61B2018/00773—Sensed parameters
- A61B2018/00875—Resistance or impedance
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B2018/00988—Means for storing information, e.g. calibration constants, or for preventing excessive use, e.g. usage, service life counter
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B18/04—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating
- A61B18/12—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating by passing a current through the tissue to be heated, e.g. high-frequency current
- A61B18/1206—Generators therefor
- A61B2018/1213—Generators therefor creating an arc
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B18/04—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating
- A61B18/12—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating by passing a current through the tissue to be heated, e.g. high-frequency current
- A61B18/14—Probes or electrodes therefor
- A61B2018/1472—Probes or electrodes therefor for use with liquid electrolyte, e.g. virtual electrodes
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Surgery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Otolaryngology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Surgical Instruments (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
플라즈마(28)의 작용으로 인해 생체 조직(11)을 치료하기 위한 의료 기구(15)를 제공하는 장치(14)가 본 발명에 따라 기구(15)의 전극(27) 상에서 플라즈마의 점화 및 안정된 발생을 위한 특정의 방식으로 개시된다. 이를 달성하기 위해, 장치(14)는 점화 테스트 동안 기구(15)에 전달 가능한 전류를 (바람직하게는, 기구-특정 방식으로) 제한하고 및/또는 기구(15)에 출력될 전력을 제한하는 제어 디바이스(23)를 포함하고, 및/또는 이를 통하여 감소된 동작 전압으로 작동한다. 이러한 조치로써, 최소의 스파크 플레이로 빠르고 안정된 플라즈마 발생이 다양한 종류의 연결 가능한 기구들(15a - 15e)로 발생된다.
Description
본 발명은 플라즈마의 작용으로 인해 생체 조직을 치료하기 위한 의료 기구를 제공하는 장치 및 수성의 환경에서 플라즈마를 점화 및 유지하는 방법에 관한 것이다.
전극에 의해 방출된 플라즈마를 통하여 생체 조직 상에서 작용하는 의료 기구들은 기본적으로 알려져 있고 사용 중에 있다.
이와 관련하여, 예를 들어, 공보 EP 2 514 380 A1은 생체 조직을 절단하기 위해 구성되는 전기 메스를 개시한다. 이러한 것을 달성하기 위해, 절단 방식으로 조직에 작용하는 스파크(spark)라고 하는 플라즈마를 발생시키기 위해 주걱 모양의 전극이 사용된다. 플라즈마는 수성의 습기 환경에서 점화되는데, 초기에 전극 상에 있는 물이 증발되고 나서 증기 층에서 스파크가 점화된다. 필요한 수증기 층을 생성하고 가능한 한 빨리 전극의 건조를 달성하기 위해, 이러한 워밍업(warm-up) 단계 동안 펄스 폭 변조된 RF 전압의 더 높은 펄스-정지 비율(pulse-pause ratio)로 작동이 수행되고, 후속하는 절단 동작 동안 더 낮은 펄스-정지 비율로 작동이 수행된다.
공보 DE 10 2014 217 362 A1은 RF 수술 장치에 의해 제공되는 절제경(resectoscope)이라 불리는 기구에 의한 플라즈마 기화(plasma vaporization)에 관한 것이다. 후자와 함께 수행되는 수술 과정 동안, 상기 기구는 대체로 린스 유체(rinsing fluid)로 사용되는 염분 용액 내에 위치된다. 상기 기구의 기화 전극에 RF 전압을 인가함으로써 플라즈마가 점화된다. 그렇게 하기 위해, 기화 전극 주위에 증기 층이 초기에 생성되며, 이러한 것은 린스 유체 및 그에 따른 주위의 생체 조직을 강력하게 가열할 수 있는 높은 출력 및 전류를 필요로 한다. 린스 유체의 강한 가열을 피하고 동시에 플라즈마 점화를 용이하게 하기 위해, 린스 유체 라인에서의 린스 유체 유동 속도가 차단되거나 감소될 수 있는 배리어 디바이스가 제공된다. 이러한 것은 플라즈마 점화를 용이하게 할 뿐만 아니라 점화 프로세스의 에너지 입력을 최소화하기 위한 것이다.
조직 절제를 수행하기 위해, 상이한 전극 형태들을 갖는 상이한 기구들이 사용자에게 유용하게 될 수 있으며, 상기 기구들은 상이한 점화도(ignition willingness) 및 상이한 플라즈마 유지 능력을 보여준다. 또한, 플라즈마가 점화될 때, 때때로 신경 근육 자극이 기록될 수 있고, 이는 사용자를 자극하거나 치료 과정을 방해할 수 있다. 점화 동안의 플라즈마 불안정성 또는 과도한 스파크 플레이(spark play)는 마찬가지로 동등하게 지장을 주는 결과를 영향을 가질 수 있다.
본 발명의 목적은 전술한 양상들 중 적어도 하나를 교정하는 장치 및 방법을 제시하는 것이다.
이러한 목적은 청구항 제1항에 따른 디바이스 또는 장치와 청구항 제13항에 따른 방법으로 달성된다.
상기 장치는 고주파 교류 전압의 전달을 위한 발생기와 상기 발생기에 동작 전압을 제공하기 위해 상기 발생기에 연결된 전원 공급 장치를 포함하는 디바이스를 포함한다. 상기 발생기는 기구(instrument)에 연결될 수 있는 출구(outlet)에 연결된다. 또한, 상기 장치는 상기 출구에 연결되는 상기 기구의 전기 저항을 결정하기 위한 측정 디바이스를 포함한다. 이렇게 하는 데 있어서, 상기 기구의 저항은 직류 전압이 측정에 사용될 때 상기 기구를 통해 흐르는 전류와 상기 출구에 인가되는 전압의 지수로서 이해될 수 있는 임의의 파라미터를 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 교류 전압이 측정에 사용될 때, 저항은 전압 및 전류의 지수인 임피던스의 실수 성분이다. 본 발명에서의 저항 대신에, 언제든지 임피던스, 겉보기 저항, 리액턴스 또는 능동 저항을 사용할 수도 있다. 따라서, 상기 기구의 저항은 상기 전극으로부터 수성 환경으로의 경계 저항(transition resistance)과 리턴 전극까지의 수성 환경 자체의 저항에 의해 본질적으로 정의된다.
또한, 상기 장치는 동작 전압 및/또는 기구에 전달될 수 있는 전력, 및/또는 적어도 일정 기간 동안 측정된 저항과 일치하고 상기 기구로 전달될 수 있는 최대 전류를 특정하도록 구성된 제어 디바이스를 포함하며, 이렇게 함에 있어서 전원 공급 장치 및/또는 발생기를 적절히 제어할 수 있다. 상기 기간은 특히 가변적이거나 일정한 특정된 기간일 수 있으며, 상기 기간은 플라즈마의 발생(development)을 위한 점화 테스트 시간으로서 제공된다.
또한, 상기 제어 디바이스는 점화 테스트 시간의 만료시, 동작 전압 및/또는 상기 기구에 전달될 수 있는 전력 및/또는 상기 기구에 전달될 수 있는 최대 전류에 대한 상이한 사양들을 제공하도록 구성될 수 있으며, 상기 사양들은 상기 점화 테스트 시간의 사양들로부터 벗어난다.
상기 전원 공급 장치에 의해 제공된 점화 테스트 시간에 대한 동작 전압 및/또는 상기 고주파 dc 전압의 전압(파라미터)의 특정 사양으로 및/또는 상기 점화 테스트 시간 동안 상기 전력의 제한으로, 및/또는 상기 전원 공급 장치 및/또는 상기 고주파 발생기에 의해 전달될 수 있는 전류의 제한으로(각각 유체에 잠겨있지만 점화되지 않은 전극의 측정된 최소 저항을 고려하여), 상이한 기구들에 대한 점화 프로세스의 적응이 상이한 전극 형태들로 달성될 수 있다. 그렇게 함으로써, 재현 가능한 상관성이 상기 기구 상에서 측정될 최소 저항과 상기 동작 전압, 최대 전력 및/또는 최대 전류에 대한 값들 사이에 존재하는 것으로 밝혀졌으며, 그로써 최소 스파크 플레이 및 최소(또는 적어도 크지 않은) 신경 근육 자극를 갖는 안전하고 안정된 플라즈마 점화가 달성될 수 있다.
특히, 점화 시간에 대한 동작 전압의 특정 설정, 특히 플라즈마를 유지하기 위해 나중에 요구되는 동작 전압(예를 들면 최대 460 Vp(Vp는 피크 전압을 나타냄))보다 더 높은 동작 전압(예를 들면, 최대 550 Vp의 공칭 값)의 결정으로 인해, 신경 근육 자극들은 최소화될 수 있으며, 비-점화된 상태로부터 플라즈마의 형성까지의 전환 동안 확실하게 점화 스파크 강도가 더 낮게 된다는 것이 밝혀졌다. 마찬가지로, 점화 동작을 위한 전력뿐만 아니라 습윤 전극(wet electrode)에 스파크가 없이 흐르는 최대 전류의 제한, 특히 최대 전류 및 최대 전력의 기구-특정 제한은 신경 근육 자극의 관점에서 제거 방식까지의 감쇠 방식으로 작용한다.
언급된 의미 내에서, 전류 제한 및/또는 전력 제한, 즉 전원 공급 장치에서 또는 고주파 발생기에서의 최대 전류의 제한은 점화 프로세스 및 플라즈마 안정화의 개선에 기여할 수 있으며, 이는 과도하게 큰 증기 기포의 형성과 기구의 전극으로부터의 그 기포의 방출이 방지되기 때문이다.
동작 전압의 제어를 위해, 전원 공급 장치는 상기 제어 디바이스에 연결된 전압 조절 입력을 포함할 수 있다. 이러한 전압 조절 입력을 통해, 전원 공급 장치에 의해 전달될 동작 전압이 특정된다. 그러나, 원하는 동작 전압을 조정하기 위해 전원 공급 장치에 통상적으로 존재하는 제어 루프에도 불구하고, 전원 공급 장치의 출구 상에서의 동작 전압 변동, 특히, 빠른 부하 변화로 인한 전압 변화가 일어날 수 있다는 것을 예상할 수 밖에 없다. 부하 변화는 전원 공급 장치의 출력 필터에 저장된 에너지로 인해 전원 공급 장치에 의해 출력된 동작 전압의 증가를 야기한다. 또한, 전압 변화는 전원 공급 장치에 제공된 전압 조절 루프의 유한 반응 시간에 기인하게 될 수 있다. 점화 동작 동안 동작 전압을 감소된 값으로 제한함으로써, 플라즈마의 점화로 인해, 전극 상에서의 서지 형태(surge-like)의 저항 증가 및 그에 따른 서지 형태의 전류 감소가 과도한 단시간의 동작 전압 증가를 유도하는 것을 달성할 수 있다. 이러한 결과로서, 상기 전환 단계 동안(즉, 습윤 전극을 갖는 준 단락 회로(quasi short circuit)로부터 증기 및 플라즈마 형성으로의 전환 동안을 의미) 전력 입력의 과도한 증가가 회피될 수 있다. 동시에 기포 형성이 감소되고 그에 따라 플라즈마가 안정화된다. 결과적으로, 바람직하지 않은 신경 근육 자극과 같은 과도한 스파크 플레이가 회피되거나 감소될 수 있다.
대안적으로 또는 부가적으로, 전원 공급 장치 및/또는 생성기는 상기 제어 디바이스에 연결된 전류 제한 입구를 포함한다. 그렇게 함에 있어서, 상기 기구에 의해 전달될 수 있는 최대 전류와 비-점화된 플라즈마를 갖는 전류로서 상기 기구로부터 주위의 수성 유체로 흐르는 상기 전류가 제한된다. 한편으로, 이러한 것은 상기 유체 및 상기 조직 내로의 전력 입력을 제한하고 또한 플라즈마 점화 프로세스를 안정화시킨다.
부가적으로 또는 대안적으로, 전원 공급 장치 및/또는 발생기는 상기 제어 디바이스에 연결된 전력 제한 입구를 포함할 수 있다. 전력 제한 입구로 출력된 신호는 상기 발생기에 의해 전달될 수 있는 최대 전력을 특정한다. 이러한 방식으로 달성될 수 있는 전력 제한은 조직 손상, 기구 손상 및 과도한 스파크 플레이를 회피하고 점화 프로세스를 안정화시킨다.
제어 디바이스는 점화 테스트의 시작을 검출하도록 구성된 동작 상태 검출 디바이스를 포함할 수 있다. 그러한 테스트가 검출되면, 제어 디바이스는 점화 테스트 동안 동작 전압에 대한 공칭 값을 특정할 수 있으며, 상기 값은 상기 점화 테스트에 이은 안정된 플라즈마로 동작하는 동안 상기 공칭 값보다 큰 값이 될 수 있다.
상기 동작 상태 검출 디바이스는 또한 점화 테스트의 종료시에 안정된 플라즈마가 점화되었는지 또는 플라즈마가 존재하지 않는 지를 구별되도록 구성될 수 있다. 이러한 정보에 기초하여, 상기 장치의 추가 동작을 제어하는 것이 가능하다. 안정된 플라즈마 발생(stable plasma development)이 검출되면, 추가적인 점화 테스트들이 방지되고, 동작 전압 및/또는 최대 전력 및/또는 최대 전류가 안정된 플라즈마로 동작하기에 적합한 값으로 설정된다. 반대로 안정된 플라즈마 발생이 검출되지 않으면 점화 테스트가 반복된다. 그렇게 하기 위해, 제어 디바이스는 실패한 점화 테스트에 이어서, 다른 점화 테스트가 시작되기 전에 초기에 대기 단계를 유지하는 것이 특정될 수 있다. 이렇게 함으로써, 수성 유체 및/또는 생체 조직으로의 너무 높은 에너지 입력이 일어나는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 제어 디바이스는 일정 기간에 걸친 전기 출력에 대해 필수적인 것으로 이해해야 하는 전기 작동을 검출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 전기 작동을 검출하기 위해, 예를 들면 1 초와 같은 특정 시간이 사용되는 것이 가능하며, 그러한 시간에서 전력이 상향 적분되거나 작은 증분으로 합산된다. 예를 들어, 이러한 것은 초 단위의 간격들로 일어날 수 있거나 또는 벗어난 시간 간격들로 일어날 수 있다. 바람직한 실시예에서, 상기 제어 디바이스는 2 개의 점화 테스트들 사이의 대기 단계를 줄일 수 있거나 또는 주어진 시간 간격에 대한 최대 허용 가능한 작동이 아직 도달되지 않은 한 대기 단계 없이 작동한다. 이러한 방식으로, 너무 큰 에너지의 입력 및 사용자에게 거슬리거나 지장을 주는 연속적인 점화 테스트들 사이의 대기 시간이 너무 길어지는 것이 방지된다.
또한, 상기 제어 디바이스는 루멘의 경계를 규정하는 생체 조직을 향한 기구의 전극의 접근을 검출하도록 구성될 수 있다. 이렇게 하기 위해, 상기 전극과 기구 상에 또는 (대안적으로 별도의) 환자에 제공된 중성 전극 사이의 전기 저항이 측정될 수 있고, 상기 저항은 상기 전극을 상기 조직을 향해 접근하는 동안 변화할 수 있다. 그러한 접근이 검출되면, 상기 제어 디바이스는 점화 테스트를 시작할 수 있다. 유익한 실시예에서, 상기 제어 디바이스는, 2 개의 점화 테스트들 사이의 대기 단계에 있는 경우, 상기 대기 단계를 줄이거나 또는 주어진 시간 간격에 대한 최대 허용 가능한 작동이 아직 도달되지 않은 한 대기 단계 없이 작동한다.
또한, 본 발명에 따른 장치는 점화 단계에 대한 동작 전압 및/또는 전력 및/또는 최대 전류뿐만 아니라 후속하는 동작 단계에 대한 동작 전압 및/또는 전력 및/또는 최대 전류를 측정된 저항을 고려하고 그에 따른 기구 특정 방식으로 적응시키도록 구성될 수 있다.
상기한 모든 특징들의 개별적인 것, 여러 개 또는 전부를 이용하여, 단지 아주 적은 신경 근육 자극만이 일어나거나 신경 근육 자극이 전혀 일어나지 않으며, 동시에 아주 적은 스파크 플레이와 안정된 플라즈마 유지를 갖는 양호한 플라즈마 점화 특성들이 달성되는 방식으로 다양한 연결된 기구들을 자동으로 제공하는 장치를 제공하는 것이 가능하다.
특히, 플라즈마의 작용으로 인해 생체 조직을 치료하기 위한 의료 기구를 제공하는 장치의 전력 출력을 제어하기 위해, 상기 장치는:
- 고주파 전압(RF 전압)을 방출하고 고주파 전류(RF 전류)를 전달하는 발생기로서, 상기 기구가 연결될 수 있는 출구에 연결되는, 상기 발생기,
- 상기 발생기에 동작 전압을 제공하기 위해 상기 발생기에 연결되는 전원 공급 장치,
- 상기 출구에 전달된 상기 고주파 전류를 결정하기 위한 측정 디바이스를 포함하는, 상기 발생기 및/또는 상기 전원 공급 장치의 제어를 위한 제어 디바이스를 포함하며,
상기 제어 디바이스는 상기 출구에 전달될 수 있는 최대 고주파 전류 또는 상기 출구에 전달될 수 있는 전력을 (적어도 일정 기간 동안) 특정하도록 배치되며 상기 전원 공급 장치 및/또는 상기 발생기를 적절히 제어한다.
상기 일정 기간은 유체 몸체와 접촉하고 있는 정지 습식 전극 상에 증기 기포들이 형성되는 시간을 포함할 수 있으며, 이 경우 전기 전도성 플라즈마가 증기 기포에 형성된다. 상기 전극의 넓은 영역이 유체 몸체와 접촉하는 한, 상기 제어 디바이스는 상기 출구로 전달되는 고주파 전류를 제한한다. 즉, 상기 발생기는 상기 전류 제한 내에서 작동하고, 인가된 전압은 낮다. 증기 기포가 형성되면, 전기 저항은 적어도 한 차수의 크기만큼, 전형적으로는 수 차수의 크기만큼 높게 상승하며, 이 경우에 고주파 전류의 급격한 감소, 고주파 전압의 급격한 증가, 및 상기 발생기에 의해 전달되는 전력의 증가가 또한 수반된다.
상술한 장치를 고려하면, 상기 제어 디바이스는 고주파 전류의 감소 및/또는 고주파 전압의 증가를 검출하도록 구성될 수 있고, 이에 기초하여 고주파 전류에 대한 최대 값 및/또는 최대 전력을 새로이 설정, 특히 제한할 수 있다. 전류 측정 및/또는 전압 측정 및 최대 전력의 결정은 예를 들어 10 ㎲ 또는 100 ㎲의 짧은 시간 간격으로 주기적으로 일어날 수 있다.
동작 전압의 제어를 위해, 고주파 전류 또는 전력의 제한을 위해, 전원 공급 장치 및/또는 발생기는 제어 디바이스에 연결된 적절한 제어 입력을 포함할 수 있다. 상기 제어 입력을 통해, 전원 공급 장치에 의해 출력될 동작 전압 및/또는 상기 전원 공급 장치에 의해 최대 출력될 수 있는 전류 및/또는 상기 전원 공급 장치에 의해 최대 출력될 수 있는 전력을 특정하는 것이 가능하다. 상기 제어 입력이 상기 발생기에 제공되는 경우, 상기 발생기에 의해 방출될 수 있는 최대 고주파 전류 및/또는 상기 발생기에 의해 최대 출력될 수 있는 전력 및/또는 상기 발생기에 의해 최대 출력될 수 있는 고주파 전압을 특정하는 것이 가능하다.
증기 기포 형성의 지시자(indicator)로서 작용하는 급격한 전류 감소를 검출하기 위해, 이전 시간의 고주파 전류에 대한 실제 시간에서 검출된 고주파 전류의 비율이 사용될 수 있다. 상기 이전의 시간은 주기적 전류 측정의 경우에 1 회 또는 2 회의 이전의 측정들이 될 수 있다. 상기 비율이 1에 가깝게 되면, 증기 기포 형성은 없다. 상기 비율이 실질적으로 1보다 낮으면, 증기 기포 형성이 존재한다. 이러한 것은 상기 발생기의 출력을 감소시키거나 제한하기 위한 신호로 간주될 수 있다. 이러한 방법은 상기 전극으로부터 증기 기포가 조기에 분리되는 것을 방지함으로써 플라즈마 형성을 안정화시킨다. 또한, 결과적인 스파크가 감쇠된다.
본 발명의 바람직한 실시예들의 부가적인 세부 사항들은 상세한 설명, 청구 범위 또는 도면의 대상이 된다.
도 1은 본 발명에 따른 장치, 연결된 기구 및 치료될 생체 대상을 개략적으로 도시한다.
도 2는 수성 유체에 의해 둘러싸인 속이 빈 기관에서의 기구를 개략적으로 도시한다.
도 3은 도 1에 따른 장치에 부착될 수 있는 다양한 기구들을 도시한다.
도 4는 플라즈마를 점화하기 위한 기구들의 다양한 설정들에 대한 다이어그램을 도시한다.
도 5는 플라즈마가 점화될 때의 기구 상의 전류 및 전압의 거동을 도시한다.
도 6은 다양한 점화 시나리오들의 다이어그램을 도시한다.
도 7은 최대 전류 및 최대 전력이 측정된 저항의 함수들이 되는 방법의 다양한 옵션들을 설명하기 위한 다이어그램을 도시한다.
도 2는 수성 유체에 의해 둘러싸인 속이 빈 기관에서의 기구를 개략적으로 도시한다.
도 3은 도 1에 따른 장치에 부착될 수 있는 다양한 기구들을 도시한다.
도 4는 플라즈마를 점화하기 위한 기구들의 다양한 설정들에 대한 다이어그램을 도시한다.
도 5는 플라즈마가 점화될 때의 기구 상의 전류 및 전압의 거동을 도시한다.
도 6은 다양한 점화 시나리오들의 다이어그램을 도시한다.
도 7은 최대 전류 및 최대 전력이 측정된 저항의 함수들이 되는 방법의 다양한 옵션들을 설명하기 위한 다이어그램을 도시한다.
도 1은 루멘(lumen)(12)의 범위를 정하는 생체 조직(11)의 치료를 위한 장비(10)를 도시한다. 루멘(12)은 속이 빈 기관(hollow organ)의 내부 공간이거나 또는 조직(11)에 형성된 임의의 공동(cavity)일 수 있다. 전형적으로, 루멘(12)은 예를 들어 NaCl 용액과 같은 수성 유체(13)로 부분적으로 또는 완전하게 채워진다.
이러한 장비(10)는 기구(15)에 전류를 제공하기 위해 구성된 장치(14)를 포함한다. 그렇게 하기 위해, 장치(14)는 기구(15)가 연결되거나 연결될 수 있는 출구(16)를 갖는다. 도 1에 도시된 바와 같이, 기구(15)가 바이폴라 기구(bipolar instrument)인 경우, 출구(16)의 양쪽 극들이 기구(15)에 연결된다. 그러나, 기구(15)가 모노폴라(도 3의 하단 참조)인 경우, 라인(17)은 출구(16)의 하나의 극으로부터 기구(15)로 이어지고, 다른 라인(18)은 출구(16)의 다른 극으로부터 대향 전극(19)으로 이어지며, 상기 대향 전극(19)은 생체 조직(11)에 전기적으로 연결된다. 상기 제 1 라인(17)은 고주파 라인이고, 상기 제 2 라인(18)은 중성 도체로 고려된다.
장치(14)는 전력 주 공급 장치에 연결될 수 있는 전원 공급 장치(20)를 포함하며, 2 개의 라인들(V 및 M) 사이에 동작 전압(Ub)을 제공한다. 이러한 동작 전압은 발생기(21)를 형성하는 어셈블리에 제공하도록 이루어진다. 발생기(21)는 동작 전압(Ub)으로부터 고주파 교류 전압을 생성하고, 이는 출구(16)로 출력된다. 교류 전압의 주파수는 100 kHz 내지 10 MHz 범위 내에서 설정될 수 있다.
기구(15)에 전달된 전류의 검출 및/또는 출구(16)에 인가된 전압의 검출을 위해, 예를 들어 발생기(21)와 출구(16) 사이에 또는 발생기(21)의 일부로서 측정 디바이스(22)가 제공될 수 있다. 측정 디바이스(22)는 출구(16)에 인가된 전압 및/또는 출구(16)를 통해 유입 및 유출되는 전류에 추가하여, 필요에 따라 예를 들어 출구(16)에 유효한 옴 저항 및/또는 유효 전력, 피상 전력 및/또는 무효 전력을 결정할 수 있다. 상기 검출된 및/또는 결정된 값들(전압, 전류, 저항, 임피던스, 전력 등)은 제어 디바이스(23)에 전송된다. 그렇게 함에 있어서, 측정 디바이스(22)는 도 1에 도시된 바와 같이 제어 디바이스(23)로부터 분리되어 구성될 수 있을뿐만 아니라 전체적으로 또는 부분적으로 상기 제어 디바이스의 일부가 될 수 있다. 제어 디바이스(23) 및 측정 디바이스(22)는, 발생기(21) 및 전원 공급 장치(20)와 마찬가지로, 동일한 하드웨어 어셈블리뿐만 아니라 별도의 하드웨어 어셈블리 상에 구성될 수 있는 기능 블록들이 되는 것으로 이해되어야 한다.
제어 디바이스(23)는 전원 공급 장치(20)의 전압 조절 입력(24)에 연결된다. 이러한 전압 조절 입력(24)을 통해, 제어 디바이스(23)는 전원 공급 장치(20)에 대한 동작 전압(Ub)의 공칭 값을 특정한다. 전원 공급 장치(20)에 제공된 조절 디바이스는 동작 전압(Ub)의 실제 값을 공칭 값으로 조절하며, 이 경우 일시적인 변동들이 조절 프로세스의 일부로서 일어날 수 있다. 이러한 조절기는 또한 제어 디바이스(23)에서 구현될 수 있다.
또한, 제어 디바이스(23)는 발생기(21) 또는 전원 공급 장치(20) 상에 또는 전류 제한 어셈블리 상에 역시 제공될 수 있는 전류 제한 입력(25)에 연결된다. 전류 제한 어셈블리는 전원 공급 장치(20)와 발생기(21) 사이에 또는 발생기(21)와 출구(16) 사이에 배치될 수 있다. 전류 제한 입력(25)으로 출력되는 신호는 출구(16)로 최대 출력될 수 있는 전류를 규정한다. 최대 출력될 수 있는 전류가 도달되면, 전원 공급 장치(20) 및/또는 발생기(21)의 작동은 전류 한계를 초과하지 않도록 적응된다.
발생기(21), 전원 공급 장치(20) 상에 또는 발생기(21)와 전원 공급 장치(20) 사이에 개재된 어셈블리 상에 제공될 수 있는 전력 제한 입력(26)이 더 제공된다. 전력 제한 입력(26)에 인가된 신호는 출구(16)에서 출력될 수 있는 최대 전력을 결정한다.
전압 제한 입력(24), 전류 제한 입력(25) 및 전력 제한 입력(26)은 임의의 바람직한 전기 기술 및 데이터 전송 방식으로 구현될 수 있는 데이터 채널들을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 별도의 전력 제한 입력을 없애고, 전압 제한 입력(14) 및 전류 제한 입력(25) 상의 신호를 서로 적응시킴으로써 전력 제한을 달성하는 것도 가능하다.
도 2는 기구(15) 및 루멘(12)에서의 그 사용을 예시하도록 구성된다. 예를 들어, 상기 기구는 루프 또는 브래킷의 형태를 갖는 전극(27)이 될 수 있으며, 상기 전극은 라인(17)에 연결된다. 점화되지 않을 때, 전극(27)은 습윤 상태이고 유체(13)와 완전히 평평한 접촉 상태에 있으며, 즉, 따라서 유체와 전기적으로 접촉한다. 따라서, 전극(27)과 대향 전극(19) 사이의 도 1에서 점선으로 도시된 저항(R)이 측정될 수 있으며, 상기 저항은 본질적으로 전극(27)의 크기 및 형상에 의해 결정된다. 저항(R)은 전극(27)과 주변 유체(13) 사이의 저항 및 유체(13)를 통한 전류 경로의 대향 전극(19)까지의 저항의 조합으로 인해 형성된다. 전극(27)이 벽의 부근에 있다면, 그 조직을 통과하는 추가의 평행한 전류 경로가 있게 된다. 대향 전극(19)이 기구의 일부는 아니지만 환자에게 별도로 적용될 필요가 있는 경우, 전기 저항은 상기 전극(27)과 주변 유체(13) 사이의 경계 저항(transition resistance)과 유체(13)를 통한 전류 경로의 저항 및 신체 조직을 통한 대향 전극까지의 저항의 직렬 연결만으로 구성된다.
도 3은 각각 다양한 기구들(15a, 15b, 15c, 15e)을 상징적으로 도시하며, 대응하는 중성 전극에 대한 저항(R)을 점선으로 나타낸다. 기구들(15a 내지 15c)은 하나의 라인(17)을 통해서만 공급되는 모노폴라 기구로서 구성된다; 그러나, 바이폴라 기구(15e)의 경우에, 대향 전극으로 지칭되는 대향 전극(19)이 상기 기구(15e) 상에 직접 제공되고, 상기 기구(15e)는 양쪽 라인들(17, 18)에 연결된다. 또한, 기구들(15a 내지 15e)은 그 각각의 전극(27a, 27b, 27c, 27e)의 크기 및 형상에 의해 서로 상이하다. 예를 들어, 전극들(27a, 27b, 27c, 27e)은 더 크거나 또는 작은 와이어 루프, 리본 루프, 또는 버섯 모양 또는 다른 평면 형상을 갖는 전극들로서 구성될 수 있다.
이들이 유체(13)와 접촉하거나 또는 장치(14)에 연결되면, 기구들(15a 내지 15e)은 전극(27)과 대향 전극(19) 사이에서 측정될 특성 저항(Ra, Rb, Rc 또는 Re)을 가지며, 이 저항은 측정 디바이스(22)에 의해 검출될 수 있다. 예를 들어, 상기 검출은, 유체(13)가 여전히 전극(27)과 간단없이 접촉하고 있는 한, 플라즈마가 전극(27) 상에 발생되기 바로 직전에 또는 이러한 점화 테스트의 아주 초기에도 일어날 수 있다. 또한 점화 테스트가 수행되기 전에 측정 사이클을 수행하는 것도 가능하다.
저항을 결정하기 위해, 전압이 출구(16)에 제공된다. 이러한 전압은 플라즈마의 점화를 위해 사용된 전압에 상응할 수도 있고, 또는 그것보다 낮게 될 수도 있다. 출구(16)에서 흐르는 전류는 측정 디바이스(22)에 의해 검출될 수 있다. 측정된 전압 및 측정된 전류에 기초하여, 임피던스 및/또는 저항(Rmin)을 결정하는 것이 가능하다. 제 1 점화 테스트가 수행되기 전에, 후자는 각각의 기구(15a 내지 15e)의 특성인 것으로 간주될 수 있는 값(Ra, Rb, Rc, Re)을 갖는다. 이와 관련하여, 도 7을 참조한다. 이 도면은 그 수평 축 상에서 상이한 기구들(15a, 15e, 15c 및 15b)에 대한 다양한 값들(Rmin), 즉 Ra, Re, Rc, Rb를 도시한다. 전형적으로, 이들 값들은 20 Ohm 및 100 Ohm에 있으며, 이 경우에서 다른 값들이 불가능하게 되는 것은 아니다.
또한, 도 7은 제어 디바이스(23)에 의해 구현되는 점화 제어 전략을 설명하기 위한 것이다. 이와 관련하여, 추가적으로 및 보충적으로 도 4 및 도 5를 참조한다:
유체(13)(도 2 참조) 내에서 또는 루멘(12)의 벽 상에서 플라즈마(28)를 점화하기 위해, 장치(14)는 유체(13)를 통해 전류를 흐르게 하는 고주파 교류 전압을 제공하고, 상기 전압은 대향 전극(19)이 기구(15) 자체에 부착되는 것이 아니라 조직(11)에 부착된다면 그 조직을 통해 전류를 흐르게 한다. 전극(27)에 대한 유체(13)의 직접적인 습윤 접촉 결과로서, 기존의 저항은 매우 작고 최대 전류가 흐른다. 그렇게 함에 있어서, 제어 디바이스(23)는 전원 공급 장치(20) 또는 발생기(21)의 전류를 각각의 기구(15a, 15b, 15c 또는 15e)에 적응된 값으로 제한한다. 이러한 값은 측정 디바이스(22)가 점화 테스트에 선행하는 시간에 또는 그 즉시 바로 결정된 저항(Ra 내지 Re)의 함수가 된다.
그래프(I)를 참조하면, 도 7은 상이한 저항들(Ra 내지 Re)을 나타내는 상이한기구들(15a, 15b, 15c 또는 15e)에 대한 다양한 최대 전류 값들을 도시한다. 대응하여, 기구(15b)에 대한 발생기 출력 특성은 예를 들어 도 4에서 값 ib로 설정된다. 도 7에 따라서, 이러한 기구(15b)에 대한 최대 전력(pb)도 마찬가지로 설정된다. 이러한 결과로서, 섹션(pb)에 따른 전력은 전류 제한이 활성화되지 않는 즉시 제한되는데, 이는 전극(27) 상의 증기 기포 형성이 시작되어 전류 감소를 야기하기 때문이다. 전체의 점화 프로세스 동안, 발생기(21)에는 동작 전압(Ubb)이 제공되고, 상기 전압은 바람직하게는 플라즈마(28)가 점화되는 동안 발생기에 제공되는 동작 전압(Ub)보다 낮게 설정된다. 낮은 임피던스 상태에서, 시스템은 전류 제한 상태 또는 전력 제한 상태에 있지만; 증기 기포가 형성되는 동안 시스템은 전압 제한 상태에 있게 된다.
도 4의 다이어그램에 따른 동작 전압(Ub)의 상기 값(Ubb)으로의 감소, 전력 제한(pb) 및 전류 제한(ib)은 낮은 스파크 형성 및 안정된 플라즈마 발생(stable plasma development)을 갖는 기구 적합 점화 프로세스를 촉진시킨다. 이러한 것은 지금까지 받아 들여야만 했던 악영향을 방지한다. 이러한 것은 또한, 특히 플라즈마(28)의 점화를 다루는 도 5에 따른 단순화된 다이어그램으로부터 명백하다. 그 좌측 절반에서, 다이어그램은 먼저, 전극(27)에 인가된 전압(U)으로, 전류 제한(도 4의 ib, 특성의 수직 브랜치)에 의해 특정되는 고전류(ib)를 도시한다. 수십 옴의 낮은 저항 때문에, 낮은 전압만이 전극(27b)에 인가된다. 그러나, 이러한 상태에서의 전압 사양은 평균보다 높다. 이러한 것은 그렇지 않은 경우 초기에 발생하는 과전압이 전압 조절기로 하여금 플라즈마가 소멸될 수 있는 정도까지 전압을 하향 조절할 수 있기 때문에 필요하다.
시간 tza에서, 증기 기포는 전극(27) 주위에 형성되고, 그 증기 기포는 초기에는 전기 전도성이 아니며, 따라서 전압 파괴(voltage puncture)까지 전류 흐름을 차단하거나 적어도 전류 흐름을 크게 제한한다. 급격한 전류 차단 또는 전류 감소는 전형적으로 발생기(21) 또는 전원 공급 장치(20)에 전압 피크를 유도하는데, 특히 인덕턴스 형태로 그곳에 에너지가 저장되기 때문이다. 도 5에서, 이러한 전압 피크는 up로 표시되고, 전형적으로는 간섭 광 펄스 생성을 유도하고, 선택적으로는 "스파크 플레이"라고도 하는 사운드 펄스 생성(sound pulse generation)을 유도한다. 그러나, 동작 전압이 값(Ubb)(예를 들면, 550 V)으로 감소하고, 전력을 기구 특정 값(pb)으로 제한함으로써, 도 4에 의해 도시된 바와 같이 특성 pb가 통과될 때 일어나는 스파크 플레이가 최소로 감소된다. 따라서, 전압은 시간(tza) 이후에 시간(tze)까지 최소의 오버슈팅으로 또는 오버슈팅 없이 상승하지만, 그에 응답하여 전류는 그 동작 값으로 감소한다.
대조적으로, 또 다른 기구로서 예를 들어 기구(15a)가 사용되는 경우, 그리고 이러한 것이 유체(13)와 접촉하여 상이한 낮은 저항(Ra)(도 7 참조)을 나타내면, 제어 디바이스(23)는 도 4에 따른 점화 프로세스 동안 Ubb보다 높거나 낮을 수도 있거나 또는 그에 대응할 수 있는 적절한 동작 전압(Uba)을 다시 설정할뿐만 아니라 더 높은 최대 전류(ia) 및 더 높은 최대 전력(pa)을 설정한다. 또다시 그 결과는 최소의 스파크 플레이(spark play) 및 안정된 플라즈마 유지로의 평온한 전이를 갖는 점화 프로세스가 된다.
또한, 제어 디바이스(23)는 점화가 검출되지 않았다면 점화 테스트 시간(tVZ)이 경과한 후에 점화 테스트를 중단하도록 구성된다. 도 6의 다이어그램으로부터 추론될 수 있는 바와 같이, 이후 대기 시간(tW)이 경과되고, 그 동안에는 추가의 점화 테스트는 수행되지 않는다. 전형적으로, 대기 시간(tW)은 100 ms 이상, 예를 들어 0.8 초이다. 그렇게 함에 있어서, 유체(13) 및/또는 조직(11)으로의 전력 입력은 제한된다.
편리성을 증진시키기 위해, 임의의 조건 하에서, 제어 디바이스(23)는 보다 짧은 기간 동안의 대기 시간(tW)을 유지하거나 전혀 대기하지 않는 것이 제공될 수 있다. 이를 위해, 제어 디바이스(23)는 특정의 검출 기간 동안 전극(27)과 대향 전극(19) 사이의 전기적 작동을 검출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 이러한 검출 기간은 1 초일 수 있고, 상기 기간 동안 수행되는 최대 작동은 400 Ws가 될 수 있다. 이러한 검출 간격이 경과한 후에, 검출이 다시 시작될 수 있다. 예를 들어, 모니터링 간격 내에 제 1 점화 테스트(도 6의 가장 좌측)가 있었고 모니터링 간격 동안, 점화 시간(tVZ) 동안의 제 1 점화 테스트에 부가하여, 수행된 다른 점화 테스트가 있었고 상기 모니터링 간격 내에서 최대 전기 작동이 아직 도달되지 않았다면, 대기 시간(tW)은 단축될 수 있고 그렇지 않으면 도 6의 화살표로 표시된 바와 같이 대기 시간 후에 수행될 제 2 점화 테스트가 점화 테스트(30)로서 조기에 수행될 수 있다.
전극(27)의 생체 조직(11)으로의 접근이 검출될 때마다 대기 시간 간격(tW)의 단축 또는 조기 중단을 트리거하는 것도 또한 가능하다. 전형적으로, 이러한 것은 전극(27)과 대향 전극(19) 사이의 변화, 예를 들어 전기 저항의 증가로 일어난다. 이러한 저항 변화는 대기 시간 간격의 중단, 즉 진보된 점화 테스트(30)(도 6)를 수행하기 위한 트리거링 이벤트로서 이용될 수 있다. 필요한 경우, 여러 번의 점화 테스트들이 신속하게 연속적으로 수행될 수 있다. 상기 실시예의 변형예에서, 이러한 것은 고정된 모니터링 시간 내에서 수행된 전기 작동에 대한 고정된 한계가 아직 도달되지 않았거나 초과된 조건에 종속될 수 있다.
플라즈마(28)의 작용으로 인해 생체 조직(11)을 치료하기 위한 의료 기구(15)를 제공하기 위한 장치(14)는, 본 발명에 따라 상기 기구(15)의 전극(27) 상에서의 플라즈마(28)의 점화 및 안정된 발생을 위한 특정의 방식으로 구성된다. 이를 달성하기 위해, 장치(14)는 점화 테스트 동안, 바람직하게는 기구 특정 방식으로 기구(15)로 전달 가능한 전류를 제한하고 및/또는 상기 기구(15)로 출력될 전력을 제한하며, 및/또는 그렇게 함으로써 감소된 동작 전압(Ubb)으로 작동한다. 이러한 방법으로, 스파크 플레이를 최소화하면서 신속하고 안정된 플라즈마 발생이 아주 다양한 연결 가능한 기구들(15a-15e)을 사용하여 달성된다.
10: 장비
11: 생체 조직
12: 루멘
13: 유체
14: 장치
15: 기구(일반 참조 부호)
15a - 15e 기구(특정 참조 부호)
16: 출구
17: 제 1 라인
18: 제 2 라인
19: 대향 전극
20: 전원 공급 장치
V, M: 라인들
Ub: 동작 전압(예컨대, 600 Vp)
21: 발생기
22: 측정 디바이스
23: 제어 디바이스
24: 전압 조절 입력
25: 전류 제한 입력
26: 전력 제한 입력
27: 전극(일반 참조 부호)
27a - 27e: 전극(특정 참조 부호)
R: 저항
Rmin: 저항 R의 최소 측정 값
Ra - Re: 기구 특정 최소 저항 Rmin
28: 플라즈마
I: 기구 특정 최대 전류 특성
P: 기구 특정 최대 전력 특성
ib: 기구 15b에 대한 최대 전류
pb: 기구 15b에 대한 최대 전력
pa: 기구 15a에 대한 최대 전력
Ubb: 기구 15b에 대한 동작 전압
Uba: 기구 15a에 대한 동작 전압
tvz: 점화 테스트 시간(50 ms - 500 s)
tw: 대기 시간 간격(0.5 초 - 1 초)
29: 나중의 점화 테스트
30: 시간 순서에 따른 이전의 점화 테스트
11: 생체 조직
12: 루멘
13: 유체
14: 장치
15: 기구(일반 참조 부호)
15a - 15e 기구(특정 참조 부호)
16: 출구
17: 제 1 라인
18: 제 2 라인
19: 대향 전극
20: 전원 공급 장치
V, M: 라인들
Ub: 동작 전압(예컨대, 600 Vp)
21: 발생기
22: 측정 디바이스
23: 제어 디바이스
24: 전압 조절 입력
25: 전류 제한 입력
26: 전력 제한 입력
27: 전극(일반 참조 부호)
27a - 27e: 전극(특정 참조 부호)
R: 저항
Rmin: 저항 R의 최소 측정 값
Ra - Re: 기구 특정 최소 저항 Rmin
28: 플라즈마
I: 기구 특정 최대 전류 특성
P: 기구 특정 최대 전력 특성
ib: 기구 15b에 대한 최대 전류
pb: 기구 15b에 대한 최대 전력
pa: 기구 15a에 대한 최대 전력
Ubb: 기구 15b에 대한 동작 전압
Uba: 기구 15a에 대한 동작 전압
tvz: 점화 테스트 시간(50 ms - 500 s)
tw: 대기 시간 간격(0.5 초 - 1 초)
29: 나중의 점화 테스트
30: 시간 순서에 따른 이전의 점화 테스트
Claims (15)
- 플라즈마(28)의 작용으로 인해 생체 조직(11)을 치료하기 위한 의료 기구(15)를 제공하는 장치(14)에 있어서:
고주파 교류 전압의 출력을 위한 발생기(21)로서, 상기 기구(15)에 연결될 수 있는 출구(16)에 연결되는, 상기 발생기(21),
상기 발생기(21)에 연결되며 동작 전압(Ub)을 제공하기 위한 전원 공급 장치(20),
측정 디바이스(22)와 함께 상기 발생기(21) 및/또는 상기 전원 공급 장치(20)를 제어하기 위한 제어 디바이스(23)로서, 상기 측정 디바이스(22)는 출구(16)에 연결된 상기 기구(15)의 전기 저항(Rmin)을 결정하는, 상기 제어 디바이스(23)를 포함하며,
상기 제어 디바이스(23)는 적어도 일정 기간(tZV) 동안 동작 전압(Ub) 및/또는 상기 기구(15)로 출력될 전력(P) 및/또는 상기 측정된 저항(Rmin)과 일치하는 상기 기구(15)로 전달 가능한 최대 전류(i)를 특정하고, 그에 따라 상기 전원 공급 장치(20) 및 상기 발생기(21)를 제어하도록 구성되는, 생체 조직을 치료하기 위한 의료 기구를 제공하는 장치. - 제1항에 있어서, 상기 전원 공급 장치(20)는 상기 제어 디바이스(23)에 연결되는 전압 조절 입력(24)을 갖는 것을 특징으로 하는, 생체 조직을 치료하기 위한 의료 기구를 제공하는 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전원 공급 장치(20) 및/또는 상기 발생기(21)는 상기 제어 디바이스(23)에 연결되는 전류 제한 입력(25)을 갖는 것을 특징으로 하는, 생체 조직을 치료하기 위한 의료 기구를 제공하는 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전원 공급 장치(20) 및/또는 상기 발생기(21)는 상기 제어 디바이스(23)에 연결되는 전력 제한 입력(26)을 갖는 것을 특징으로 하는, 생체 조직을 치료하기 위한 의료 기구를 제공하는 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어 디바이스(23)는 점화 테스트의 개시를 검출하도록 구성되는 동작 상태 검출 배열을 포함하며, 상기 점화 테스트 동안 상기 발생기(21)에 의해 상기 기구(15)로 전달되는 교류 전압이 상기 기구(15) 상에 플라즈마(28)를 발생시키는 것을 특징으로 하는, 생체 조직을 치료하기 위한 의료 기구를 제공하는 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어 디바이스(23)는 상기 점화 테스트 동안 상기 동작 전압(Ub)에 대한 공칭 값을 특정하도록 구성되고, 상기 값은 상기 점화 테스트 후의 동작 동안보다 큰 것을 특징으로 하는, 생체 조직을 치료하기 위한 의료 기구를 제공하는 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어 디바이스(23)는 상기 발생기(21)에 의해 상기 기구(15)로 전달되는 교류 전압이 상기 기구(15) 상에 플라즈마(28)를 발생시킨 점화 테스트의 종료 또는 상기 플라즈마의 소멸을 검출하도록 구성되는 동작 상태 검출 배열을 포함하는 것을 특징으로 하는, 생체 조직을 치료하기 위한 의료 기구를 제공하는 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어 디바이스(23)는 상기 발생기(21)에 의해 상기 기구(15)로 전달되는 교류 전압이 상기 기구(15) 상에 플라즈마(28)를 발생시키지 않은 점화 테스트의 종료를 검출하도록 구성되는 동작 상태 검출 배열을 포함하는 것을 특징으로 하는, 생체 조직을 치료하기 위한 의료 기구를 제공하는 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어 디바이스(23)는 점화 테스트가 실패한 후 대기 단계(tw) 동안 특정된 정지 간격을 유지하고 이후 또 다른 점화 테스트를 개시하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 생체 조직을 치료하기 위한 의료 기구를 제공하는 장치.
- 제9항에 있어서, 상기 제어 디바이스(23)는 상기 기구(15)에 제공되는 전기 작동(W)을 검출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 생체 조직을 치료하기 위한 의료 기구를 제공하는 장치.
- 제10항에 있어서, 상기 제어 디바이스(23)는 루멘(12)에 위치된 기구(15)의 생체 조직(11)으로의 접근을 검출하고, 상기 제어 디바이스(23)가 상기 대기 단계에 있다면 상기 대기 단계를 중단하고 또 다른 점화 테스트를 개시하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 생체 조직을 치료하기 위한 의료 기구를 제공하는 장치.
- 제5항에 있어서, 상기 제어 디바이스(23)는 상기 동작 전압(Ub) 및/또는 상기 기구(15)로 전달 가능한 전력(P) 및/또는 상기 플라즈마(28)의 점화 전에 측정된 저항(Rmin)과 일치하는, 점화 단계에 이어지는 동작 단계 동안 상기 기구(15)로 전달 가능한 최대 전류(i)를 특정하고, 그에 따라 상기 전원 공급 장치(20) 및/또는 상기 발생기(21)를 제어하도록 구성되는, 생체 조직을 치료하기 위한 의료 기구를 제공하는 장치.
- 수성 유체(13)와 접촉하는 의료 기구(15)의 전극(27) 상에 수성 환경에서 플라즈마(28)를 점화하는 방법에 있어서,
상기 전극(27)은 고주파 전압의 출력을 위해 구성된 장치(14)에 연결되고,
상기 고주파 전압이 상기 플라즈마(28)를 점화하기 위해 상기 전극(27)에 인가되기 전에, 상기 전극과 상기 수성 환경 사이의 전기 저항(R)이 결정되고 상기 저항(R)을 고려하여 상기 장치(14)의 동작 설정들이 수행되는, 수성 유체와 접촉하는 의료 기구의 전극 상에 수성 환경에서 플라즈마를 점화하는 방법. - 제13항에 있어서, 상기 동작 설정들은 단지 하나의 점화 단계만을 수반하고, 상기 점화 단계 동안 상기 전극(27) 상에 존재하는 물(13)이 증발되고 발생하는 증기 기포에서 플라즈마(28)가 점화되는 것을 특징으로 하는, 수성 유체와 접촉하는 의료 기구의 전극 상에 수성 환경에서 플라즈마를 점화하는 방법.
- 제14항에 있어서, 상기 동작 설정들은 비부하 전압(U) 및/또는 상기 기구(15)로 출력될 수 있는 전력(P) 및/또는 상기 기구(15)로 전달 가능한 최대 전류(i)를 수반하는 것을 특징으로 하는, 수성 유체와 접촉하는 의료 기구의 전극 상에 수성 환경에서 플라즈마를 점화하는 방법.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP18172105.1 | 2018-05-14 | ||
| EP18172105.1A EP3569171B1 (de) | 2018-05-14 | 2018-05-14 | Vorrichtung und verfahren zum vorgeben von betriebsparametern zur erzeugung eines plasmas in wässriger umgebung |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20190130491A KR20190130491A (ko) | 2019-11-22 |
| KR102709522B1 true KR102709522B1 (ko) | 2024-09-26 |
Family
ID=62165449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020190054231A KR102709522B1 (ko) | 2018-05-14 | 2019-05-09 | 수성의 환경에서 플라즈마를 발생시키는 장치 및 방법 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11684405B2 (ko) |
| EP (1) | EP3569171B1 (ko) |
| JP (1) | JP7387289B2 (ko) |
| KR (1) | KR102709522B1 (ko) |
| CN (1) | CN110478030B (ko) |
| BR (1) | BR102019003926A2 (ko) |
| PL (1) | PL3569171T3 (ko) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018144580A1 (en) | 2017-02-01 | 2018-08-09 | Chemeon Surface Technology, Llc | Dyed trivalent chromium conversion coatings and methods of using same |
| WO2019032838A1 (en) * | 2017-08-09 | 2019-02-14 | The Penn State Research Foundation | LOW TEMPERATURE PLASMA CATHETER FOR LESS INVASIVE LOCALIZED TREATMENT OF ENDOCARDITIS AND ATHEROSCLEROSIS |
| DE102020215103A1 (de) | 2020-12-01 | 2022-06-02 | BSH Hausgeräte GmbH | Verfahren zum Ansteuern einer Plasmaquelle eines handführbaren Geräts und handführbares Gerät |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040049180A1 (en) | 1996-07-16 | 2004-03-11 | Arthrocare Corporation | Systems and methods for electrosurgical prevention of disc herniations |
| US20050177150A1 (en) * | 2003-01-09 | 2005-08-11 | Gyrus Medical Limited | Electrosurgical generator |
| JP2012223585A (ja) | 2011-04-21 | 2012-11-15 | Erbe Elektromedizin Gmbh | 切開を改良する電気外科装置 |
| JP2016513579A (ja) | 2013-03-15 | 2016-05-16 | レトロバスキュラー インコーポレイテッド | 組織焼灼の測定及び制御のための方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2138213C1 (ru) | 1998-06-15 | 1999-09-27 | Всероссийский электротехнический институт им.В.И.Ленина | Устройство для коагуляции и стимуляции заживления раневых дефектов биологических тканей |
| US20020022836A1 (en) | 1999-03-05 | 2002-02-21 | Gyrus Medical Limited | Electrosurgery system |
| US20090254077A1 (en) * | 2008-04-08 | 2009-10-08 | Tyco Healthcare Group Lp | Arc Generation in a Fluid Medium |
| CA2816424C (en) | 2010-11-02 | 2020-01-07 | U.S. Patent Innovations | System and method for electrosurgical conductive gas cutting for improving eschar, sealing vessels and tissues |
| RU122280U1 (ru) | 2012-05-23 | 2012-11-27 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "НИКОР" | Бесконтактный электрохирургический аппарат |
| GB201308558D0 (en) | 2013-05-13 | 2013-06-19 | Creo Medical Ltd | Electrosurgical apparatus |
| EP3130302A4 (en) * | 2014-04-11 | 2017-12-13 | Olympus Corporation | Plasma treatment system |
| DE102014217362A1 (de) | 2014-08-29 | 2016-03-03 | Olympus Winter & Ibe Gmbh | Hochfrequenz-Chirurgiegerät |
| EP2992848B1 (de) * | 2014-09-05 | 2022-12-28 | Erbe Elektromedizin GmbH | Einrichtung zur kontaktkoagulation von biologischem gewebe |
| BR112018014112A8 (pt) * | 2016-01-15 | 2023-02-23 | Tva Medical Inc | Dispositivos e métodos para formação de uma fístula |
| DE102017110473A1 (de) * | 2017-05-15 | 2018-11-15 | Olympus Winter & Ibe Gmbh | Elektrochirurgisches System mit einer Steuer- und Messvorrichtung und Verfahren zum Betreiben des elektrochirurgischen Systems |
-
2018
- 2018-05-14 EP EP18172105.1A patent/EP3569171B1/de active Active
- 2018-05-14 PL PL18172105.1T patent/PL3569171T3/pl unknown
-
2019
- 2019-02-26 BR BR102019003926-4A patent/BR102019003926A2/pt unknown
- 2019-05-09 KR KR1020190054231A patent/KR102709522B1/ko active IP Right Grant
- 2019-05-10 JP JP2019089481A patent/JP7387289B2/ja active Active
- 2019-05-13 US US16/410,096 patent/US11684405B2/en active Active
- 2019-05-14 CN CN201910398534.7A patent/CN110478030B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040049180A1 (en) | 1996-07-16 | 2004-03-11 | Arthrocare Corporation | Systems and methods for electrosurgical prevention of disc herniations |
| US20050177150A1 (en) * | 2003-01-09 | 2005-08-11 | Gyrus Medical Limited | Electrosurgical generator |
| JP2012223585A (ja) | 2011-04-21 | 2012-11-15 | Erbe Elektromedizin Gmbh | 切開を改良する電気外科装置 |
| JP2016513579A (ja) | 2013-03-15 | 2016-05-16 | レトロバスキュラー インコーポレイテッド | 組織焼灼の測定及び制御のための方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20190130491A (ko) | 2019-11-22 |
| US11684405B2 (en) | 2023-06-27 |
| JP7387289B2 (ja) | 2023-11-28 |
| JP2019198641A (ja) | 2019-11-21 |
| RU2019113720A (ru) | 2021-05-28 |
| PL3569171T3 (pl) | 2024-06-10 |
| CN110478030A (zh) | 2019-11-22 |
| EP3569171A1 (de) | 2019-11-20 |
| CN110478030B (zh) | 2022-09-27 |
| EP3569171C0 (de) | 2024-03-13 |
| BR102019003926A2 (pt) | 2019-11-26 |
| RU2019113720A3 (ko) | 2021-12-27 |
| EP3569171B1 (de) | 2024-03-13 |
| US20190343572A1 (en) | 2019-11-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102709522B1 (ko) | 수성의 환경에서 플라즈마를 발생시키는 장치 및 방법 | |
| JP5680013B2 (ja) | 切開を改良する電気外科装置 | |
| AU2010200116B2 (en) | Energy delivery algorithm impedance trend adaptation | |
| EP2080482A1 (en) | High frequency cautery electric power source device | |
| EP0754437B1 (en) | An electrosurgical generator and system | |
| RU2657960C2 (ru) | Электрохирургические системы и способы | |
| EP0833592B1 (en) | Exit spark control for an electrosurgical generator | |
| EP2206473B1 (en) | An energy delivery algorithm for medical devices based on maintaining a fixed position on a tissue electrical conductivity v. temperature curve | |
| EP1082944A1 (en) | An electrosurgical generator and system | |
| EP2213255A1 (en) | Energy delivery algorithm for medical devices | |
| GB2514443A (en) | Electrosurgical methods and systems | |
| EP3130302A1 (en) | Plasma treatment system | |
| JP2011523888A (ja) | 電気外科的ジェネレータの出力制御のためのシステムおよび方法 | |
| US9011424B2 (en) | Method and device for optimized coagulation of biological tissue | |
| JPH05337131A (ja) | 焼灼装置 | |
| JP2002078718A (ja) | 無線周波（アールエフ）漏洩を削減した電気外科用ジェネレータ | |
| JP2020108738A (ja) | プラズマ治療装置 | |
| KR20160029706A (ko) | 생체 조직의 접촉 응고를 위한 장치 | |
| JP5245073B2 (ja) | 電子手術による切除のための高周波発生器 | |
| JP7293276B2 (ja) | 電気外科手術用ジェネレータ、電気外科手術用システムおよび電気外科手術用ジェネレータを動作させるための方法 | |
| RU2772635C2 (ru) | Устройство и способ образования плазмы в водном окружении | |
| US12023083B2 (en) | Electrosurgical system for generating high-frequency alternating current | |
| CN111836594A (zh) | 高频发生器、控制单元、用于操作高频发生器的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |