KR19990044845A - 레이져 치료 장치 - Google Patents

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KR19990044845A
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노리오 다이쿠조노
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다이꾸조노 노리오
가부시키가이샤 에스. 엘. 티. 쟈판
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Abstract

본 발명은 탈출된 추간판과 같은 신체의 조직을 레이져광을 조사(照射)하여 기화시킴에 의해 치료하기 위한 레이져 치료 장치에 관한 것이다. 상기 장치는 목표 조직에 경피적으로 삽입되는 속이 빈 바늘부재; 전단으로부터 레이져광을 방출하도록 레이져광 발생기로부터 레이져광을 투과시키는 광섬유; 상기 목표 조직과 상기 목표 조직 주변의 온도를 감지하는 리드; 레이져광이 조사된 상기 조직의 기화에 의해 발생한 가스를, 상기 바늘부재의 내부를 통해서 신체의 외부로 배출하기 위한 수단 및; 상기 목표 조직의 기화에 의해 발생한 가스의 유속 또는 유량(flow rate)을 감지하는 가스발생감지 수단을 포함한다. 상기 광섬유 및 상기 온도 감지 리드는 상기 바늘부재의 하단으로부터 상기 바늘부재에 삽입된다. 상기 광섬유의 전단은 상기 목표 조직에 위치한다. 상기 가스의 유속 또는 유량은 상기 가스발생감지 수단에 의해 감지된다. 상기 목표 조직 및 상기 목표 조직 주변의 온도는 상기 온도 감지 리드로부터의 온도 신호에 근거하여 감지된다. 상기 감지된 가스의 유속 또는 유량과 온도에 근거하여, 상기 레이져광의 조사 방식이 조절된다.

Description

레이져 치료 장치
본 발명은 레이져 치료 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탈출된 요추 추간판과 같은 환자의 생체조직이 기화되도록 함으로써 치료를 수행하는 레이져 치료 장치에 관한 것이다.
요추 추간판은 척추 사이에 위치하는 판 형태의 생체조직이며, 섬유질 연골을 갖는 주변 환형 섬유조직과, 중심에 위치하며 수분이 풍부한 젤라틴질의 수핵을 구비하고 있다.
요추 추간판 탈출은 수핵이 후방으로 탈출되어 척추 핵 또는 신경근을 압박하여 환형 섬유조직을 변형 또는 손상시켜서 신경증상이 나타나게되는 질병이다.
레이져광을 수핵에 조사하여 수핵에 가해지는 압력을 감소시키는 경피 레이져 디스크 해압처치 치료법(Percutaneous Laser Disc Decompression surgery; PLDD)은 탈출된 추간판을 치료하는데 효과적이다. 본원 발명자가 출원했던 미국특허출원 08/580,243에 개시된 장치는 레이져광 조사에 의한 상기 PLDD 치료법에 적용된다.
보다 상세히 설명하면, 추간판들 사이에 위치한 수핵의 기화는 광섬유의 전단(前端)에서 레이져광을 조사함에 의해 수행된다. 광섬유와, 광섬유에 증착된 온도감지 리드를 갖는 바늘부제는 수핵에 삽입된다. 수핵의 기화에 의해 발생한 가스는 환자의 허리에 발생한 통증을 제거하기 위하여 신체로부터 배출된다.
그러나, 미국특허출원 08/580,243에 개시된 장치는 많은 측면에서 향상되어야만 한다는 것이 다양한 치료 경험으로부터 발견되어져 왔다.
즉, 종래기술의 광섬유 20의 중심은 도11에 도시되었듯이 전단이 노출되어 있다. 노출된 전단부 20Y는 어떠한 덮개도 갖지 않거나, 상기 핵의 외주변상에서는 치료되지 않는다.
따라서, 광섬유 20에 입사하는 대부분의 레이져광은 단지 상기 노출된 전단부 20Y의 전단면으로부터 방출되기 때문에, 수핵 60a가 상기 전단 부분 20y의 앞에서 지배적으로 기화된다. 고화층 60b은 바늘 주몸체 1의 전단에서 형성되기 시작하여 기화된 부분 60a를 둘러싸게 된다. 그 결과, 광섬유 20의 전단부는 고화층 60b에 의해 둘러싸이며 고화층 60b는 상기 바늘 주몸체 1의 전단에까지 도달된다.
고화층 60b가 기화부 60a로부터 바늘 주몸체 1의 전단까지 형성되어 기화로 인해 발생한 가스가 빠져나갈 수 없게되며, 기화부 60a 및 수핵의 기화가 진전되는 동안 레이져광의 조사로 인해 환자에게 통증이 발생할 수 있다는 사실이 다양한 질병 사례의 경험으로부터 발견되어져 왔다.
만약, 전단부 20Y와 고화층 60b의 상이에 틈이 순간적으로 형성되고, 기화가 진행되는 동안 발생한 가스가 상기 틈과 바늘 주몸체 1을 통해 신체 외부로 배출된다면, 환자의 통증은 급격히 감소된다.
한편, 종래기술에서는 레이져광의 조사가 단지 조절자의 경험에 달려있기 때문에, 상기 수핵에 레이져광이 과도하게 조사될 수 있다.
따라서 본 발명의 주 목적은, 치료될 목표 조직, 예를들어 수핵에 대해 레이져광의 조사하여 기화시킴으로써 발생한 가스의 유속 또는 유량에 따라 상기 수핵의 기화를 모니터링함에 의해 적절한 치료를 제공하는 것이다.
도1은 본 발명의 장치의 전체 주요 구성요소를 나타내는 상면도,
도2는 본 발명의 장치의 주요 구성요소 어셈블리의 상면 및 부분 절단 단면도,
도3은 도2의 3-3선을 따라 확대한 확대도,
도4는 삽입되는 드릴부재를 나타내는 상면 및 부분 절단 단면도,
도5는 본 발명의 장치의 전체를 나타내는 설명도,
도6은 추간판 탈출 치료를 나타내는 도면,
도7은 레이져광 조사와 발생된 가스의 배출을 나타내는 도면,
도8은 수핵의 온도 및 가스 유량의 시간에 따른 변화를 나타내는 그래프,
도9는 수핵의 기화된 양의 변화를 나타내는 그래프,
도10은 치료 효과의 변화를 나타내는 그래프,
도11은 종래의 레이져광 조사 기술을 나타내는 설명도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 설명 >
1: 바늘 주몸체 1b: 표시마크
11D: 플랜지(flange) 11: 노브(knob)
20: 광섬유 40: 삼방 꼭지
71: 드릴 와이어(drill wire) 70: 드릴 부재
72: 압력부재 72A: 돌출부
10: 바늘부재 50: 홀더(holder)
31: 터미널(terminal) 33: 보호 튜브
32: 온도계 60: 수핵
60b: 고화층 60a: 기화되는 부분
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 목표 조직을 레이져광을 조사하여 기화시킴에 의해 치료하는 장치로서, 상기 목표 조직에 경피적으로 삽입되는 속이 빈 바늘부재; 전단으로부터 레이져광을 방출하도록 레이져광 발생기로부터 레이져광을 투과시키는 광섬유; 상기 목표 조직과 상기 목표 조직 주변의 온도를 감지하는 리드; 레이져광이 조사된 상기 조직의 기화에 의해 발생한 가스를, 상기 바늘부재의 내부를 통해서 신체의 외부로 배출하기 위한 수단 및; 상기 목표 조직의 기화에 의해 발생한 가스의 유속 또는 유량(flow rate)을 감지하는 가스발생감지 수단을 포함하며, 상기 광섬유 및 상기 온도 감지 리드는 상기 바늘부재의 하단으로부터 상기 바늘부재에 삽입되고, 상기 광섬유의 전단은 상기 목표 조직에 위치하며, 상기 가스의 유속 또는 유량은 상기 가스발생감지 수단에 의해 감지되며 상기 목표 조직 및 상기 목표 조직 주변의 온도는 상기 온도 감지 리드로부터의 온도 신호에 근거하여 감지되며, 상기 레이져광의 조사 방식이, 상기 감지된 가스의 유속 또는 유량과 온도에 근거하여 조절되는 것을 특징으로 하는 레이져 치료 장치를 제공한다.
상기 광섬유는, 상기 광섬유의 전방 끝부분이 상기 바늘부재의 전단 위로 돌출되며, 레이져광이 방출되는 광산란 수단을 갖는 외부 주변에 상기 광섬유의 전방 끝부분이 형성되도록 위치할 수 있다.
상기 광산란 수단은, 상기 광섬유의 전단에서 노출된 핵 상에 형성되며, 상기 핵보다 더 큰 굴절률을 갖는 미세하게 분할된 입자를 갖는 산란층을 포함할 수 있다.
발생된 가스의 배출 통로가 상기 바늘부재에 연결되도록 제공된다. 상기 발생된 가스의 배출 통로에 가스 감지 수단이 제공되어, 상기 조직의 기화가 발생하였는지 여부가 파악될 수 있으며 기화 과정이 상기 발생된 가스를 감지함으로써 모니터링(monitoring)될 수 있다.
본 발명에 따른 레이져 치료 장치는 허리부분의 추간판 탈출 치료를 위한 장치로서 유용하다. 이 경우, 상기 장치는 레이져광을 수핵에 조사하여 기화시킨다. 따라서, 본 발명은 수핵에 레이져광을 조사하여 기화시킴에 의해 추간판 탈출 치료를 하기 위한 장치로서, 상기 추간판 사이의 수핵에 경피적으로 삽입되는 속이 빈 바늘부재; 전단으로부터 레이져광을 방출하도록 레이져광 발생기로부터 레이져광을 투과시키는 광섬유; 상기 수핵과 상기 수핵 주변의 온도를 감지하는 리드;
레이져광이 조사된 상기 수핵의 기화에 의해 발생한 가스를, 상기 바늘부재의 내부를 통해서 신체의 외부로 배출하기 위한 수단 및; 상기 수핵의 기화에 의해 발생한 가스의 유속 또는 유량(flow rate)을 감지하는 가스발생감지 수단을 포함하며, 상기 광섬유 및 상기 온도 감지 리드는 상기 바늘부재의 하단으로부터 상기 바늘부재에 삽입되고, 상기 광섬유의 전단은 상기 목표 조직에 위치하며, 상기 가스의 유속 또는 유량은 상기 가스발생감지 수단에 의해 감지되며 상기 수핵 및 상기 수핵 주변의 온도는 상기 온도 감지 리드로부터의 온도 신호에 근거하여 감지되며, 상기 레이져광의 조사 방식이, 상기 감지된 가스의 유속 또는 유량과 온도에 근거하여 조절되는 것을 특징으로 하는 추간판 탈출 치료를 하기 위한 장치를 제공한다.
이러한 추간판 탈출 치료를 위한 장치에서, 상기 온도 감지 리드의 전단은 상기 바늘부재의 전방 끝부분에 위치할 수 있고, 상기 광섬유는, 상기 광섬유의 전방 끝부분이 상기 바늘부재의 전단 위로 돌출되며, 레이져광이 방출되는 광산란 수단을 갖는 외부 주변에 상기 광섬유의 전방 끝부분이 형성되도록 위치할 수 있다. 또한 상기 광산란 수단은, 상기 광섬유의 전단에서 노출된 핵 상에 형성되며, 상기 핵보다 더 큰 굴절률을 갖는 미세하게 분할된 입자를 갖는 산란층을 포함할 수 있다.
발생된 가스의 배출 통로가 상기 바늘부재에 연결되도록 제공될 수 있으며, 상기 발생된 가스의 배출 통로에 가스 감지 수단이 제공될 수 있다. 또한 상기 감지된 가스의 유속 또는 유량과 상기 감지된 온도에 근거하여 레이져광의 조사를 자동으로 조절하기 위한 수단이 제공될 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 구현예를 상세하게 설명하고자 한다.
도1은 본 발명의 치료기구의 주요 구성부품이 결합되지 않은 상태를 나타내는 정면도이고, 도2는 구성부품이 결합된 상태를 나타내는 길이방향 단면도이다. 본 발명은 질병이 발생한 신체의 조직을 기화시킴으로써 치료를 행하는 데 적용된다. 본 발명은 경피적 요추 추간판 탈출 치료뿐만 아니라 경피적 간종양 또는 뇌종양 치료에도 적용될 수 있다.
참조번호 10은 신체 외부로부터 바늘 주몸체 1을 요추 추간판의 수핵 속으로 삽입하기 위한 속이 빈 바늘부제를 가리킨다. 바늘 주몸체 1은 예를들어 직경 1㎜의 매우 미세한 스테인레스 스틸 튜브로 만들어진다. 바늘 주몸체 1은 플라스틱 몰딩으로 된 노브(knob) 11의 전단에 고정된다. 드릴부제 70과 바늘 주몸체 1의 상기 수핵 60에의 삽입은 외과의사가 노브 11을 오른 손의 엄지와 중지 사이에 잡고 검지로 드릴부제 70의 후단을 지지함에 의해 수행된다.
광섬유 20은 레이져광 발생기 22(도5 참조)로부터 발생한 레이져광이 광섬유 20의 전단에서 방출되도록 레이져광을 투과한다. 리드(lead) 30은 상기 수핵의 온도를 감지하기 위해 제공된다. 삼방 꼭지 40은 상기 수핵의 기화에 의해 발생한 가스를 가스 양을 측정하기 위한 장치로 배출하는 데 적용된다. 광섬유 20과 온도 감지 리드 30은 중간 부분에서 홀더 50에 의해 함께 고정된다. 광섬유 20은 레이져광 발생기 22와 광투과 터미널 21(도5 참조)을 통해 광학적으로 연결된다. 온도 감지 리드 30은 터미널 31(도5 참조)을 통해 온도계 32와 연결된다.
바늘부제 10을 구성하는 바늘 주몸체 1에는, 상기 바늘 주몸체 1이 수핵 60에 삽입되는 경우 빠지는 것을 방지하기 위해서, 소형의 환형 리세스부 1a가 바늘 주몸체의 전단 또는 말단에 길이방향으로 거리가 이격되어 형성되어 있다. 바늘 주몸체 1에는 초음파를 강하게 반사시키는 물질로 된 표시마크 1b가 외부 주변 둘레에 거리를 두고 형성되어 있다.
도4에 도시되었듯이, 바늘 주몸체 1은 노브 11의 삽입공 11A에 대략 후단에 삽입되어 접착제 11B에 의해 접착 고정된다. 노브 11은 중심위치가 실질적으로 상자 형태를 갖고 양쪽면에는 양끝단 쪽에서 점차 오목한 곡면이 형성된다. 삽입공 11A는 중심위치에서 수용공 11E쪽으로 점차 좁아져서 직경이 전단에서 가장 작고 후단에서 가장 커진다. 노브 11에는 노브 11의 후방부에 돌출된 플랜지(flange) 11D와 상기 플랜지 11D 후단에 형성된 보다 소형인 플랜지 11E가 형성되어 있다. 플랜지 11D의 외주변에는 또한 연동단(engaging step) 11Da가 형성되어 있다.
광섬유 20과 온도 감지 리드 30을 바늘부제 10의 바늘 주몸체 1에 삽입하기 전에, 바늘 주몸체 1을 상기 수핵에 삽입하는 것이 필요하다.
이를 위하여, 도4에서 상세히 도시된 드릴부제 70이 상기 삽입에 사용된다. 드릴부제 70은 스테인레스 스틸로 된 드릴 와이어 71 및 플라스틱 몰딩으로 된 압력부제 72를 갖는다. 드릴 와이어 71은 전단 또는 말단이 비스듬하게 절단되어 절단면 71A이 제공된다.
한편, 압력부제 72에는 중심부분에, 드릴 와이어 71의 후단부에 연결되고 접착제(미도시)에 의해 고정되는 튜브형 리세스부 72B가 형성되어 있다. 튜브형 리스부 72B는 수용공 11AE의 내직경 보다 다소 작은 외직경을 갖는다. 압력부제 72의 전단면에는 전단면의 외부 주변을 따라 전단면에서 돌출된 연동 돌출부 72A가 형성되어 있다. 상기 돌출부 72A는 상기 연동단 11Da와 연동되도록 대응된다.
도1 내지 도3에 도시되었듯이, 광섬유 20은, 알루미늄으로 된 강성 봉 형태인 파악부제 23에 의해 중간부분에서 고정되며, 파악부제 23은 광섬유 20이 파악부제 23의 일부를 이루고 다음 홀더의 일부를 이루도록 길이방향에서 부분적으로 절단된다. 온도 감지 리드 30은 말단부를 제외하고는 탄력성 있는 플라스틱으로 된 보호 튜브 33으로 둘러싸여 있다. 리드 30은 보호 튜브 33의 전단의 다소 후방 위치에서 제2홀더 블록 52에 삽입되며, 접착제(미도시)에 의해 블록 42에 결합된다. 홀더 50은 나사 53에 의해 서로 고정되는 홀더블록 51 및 52를 구비한다. 홀더 50에 파악부제 23을 고정하기 위하여, 고정 나사 54는 파악부제 23의 외부 주변의 리세스부를 단단히 고정되기 위하여 제1홀더블록 51을 통하여 나사고정된다.
삼방 꼭지 40은 두 개의 삽입부 42a, 42b, 배출통로 42c 및 통로조절부제 43을 갖는다. 통로조절부제 43은 세 개의 관통구 43a, 43b 및 43c를 갖는다. 본 발명에서 삼방 꼭지 40이 사용되는 경우, 삼방 꼭지 40에는 관통구들 모두가 두 개의 삽입부 42a, 42b 및 배출통로 42c에 각각 서로 입구가 맞도록 배치된다. 전방 측면부의 삽입부 42a는 내직경이 전방 측면부로부터 후방 측면부로, 관통구43a를 따라 줄어들며, 외직경이 전방 측면부로부터 후방 측면부로 줄어드는 형상을 갖는다. 삽입부 42a의 반대편에 위치한 삽입부 42b는 내직경 및 외직경이 전방 측면부로부터 후방 측면부로 증가하는 형상을 갖는다. 삽입부 42b는 후방단부에서 플랜지 44와 함께 형성된다. 배출통로 42는 내직경 및 외직경이 전방단부에서 후단부로 관통구 43c를 따라 증가하는 형상을 가지며, 플랜지 45와 함께 후단부에 형성된다.
상기 본 발명의 구현예에서는 광섬유 20의 전단부 20X의 구조가 개선되어 있다. 도7에 도시되었듯이, 광섬유 20은 전단부 20X가 상기 바늘 주몸체 1의 전단으로부터 돌출 되도록 배치된다. 전단부 20X에서 클레드(clad)가 제거되어 핵 20a가 노출된다. 핵 20a의 외주 주변에, 굴절률이 핵 20a의 굴절률 이하인 입자들을 갖는 산란층 20b를 구비하는 광산란 수단이 제공된다.
산란층 20b는 굴절률이 광섬유 20의 굴절률보다 작으며 상기 핵에 대한 고접착성을 가지며, 유기 수지 또는 접착성 조성을 갖는 용매에 티타늄, 세라믹스, 탄소, 산화철 또는 산화망간의 미세한 입자를 분산시키고, 핵 20a의 외부 주변에 도포한 후 건조하여 접착시키는 단계에 의해 형성될 수 있다. 광산란 수단은 산란층 20b 뿐만 아니라 핵 20a의 거친(roughed) 외주위층도 포함한다.
도5 및 도6은 치료장치 전체와 상기 치료장치를 요추 추간판에 삽입하는 모습을 각각 도시하고 있다. 하기에서는 치료장치를 외과치료 과정과 함께 설명하고자 한다. 먼저 MRI와 같은 장비를 이용하여 목표하는 요추 추간판을 관찰한다. 도1에 도시되었듯이 드릴부제 70이 바늘부제 10에 삽입된 채로 바늘부제 10 및 드릴부제 70이 수핵 60에 경피적으로 삽입된다. 참조번호 61은 환형 섬유조직을 가리킨다.
상세히 설명하면, 도5에 도시되었듯이 드릴부제 70의 압력부제 72를 손가락으로 잡은 상태에서, 드릴 와이어 71이 노브 11을 통해 바늘 주몸체 1에 삽입된다. 연동 돌출부 72A가 연동단 2Da에 서로 연동되기 위하여 삽입될 수 있기 때문에, 바늘부제 10과 드릴부제 70을 주변 방향에서 위치시키는 것은 연동 돌출부 72A를 상기의 연동단 2Da에 맞춘 후 드릴 와이어 71을 바늘부제 10에 삽입함에 의해 수행된다(도1은 드릴부제 70이 바늘부제 10에 대해 중심축 주위에서 90°단차진 것을 도시하고 있다). 이와 동시에, 압력부제 72의 외부 주변부의 전단면이 플랜지 11D와 인접하게 됨으로써, 길이방향의 위치조절이 수행된다. 이러한 삽입 제한과 함께, 드릴 와이어 71의 전단이 도4에 도시되었듯이 바늘 주몸체 1을 통과하여 돌출된다.
상기 조건하에서, 상기에서 언급했듯이 노브 11의 양면을 수술자의 우측손 엄지와 중지로 잡고 검지로 드릴부제 70의 후방면을 누르면서, 드릴부제 70과 바늘몸체 10 양자는 요추 추간판 사이의 수핵에 경피적으로 삽입된다.
노브의 양면이 오목하게 굴곡졌기 때문에, 바늘 주몸체 1을 삽입하는 동안 손가락의 미끄러짐이 발생하지 않는다. 수술자가 초음파 진단 장치를 통해 초음파 영상을 관찰하면서, 바늘부제 10이 삽입된다. 달리 말하면, 신체 표면에 인접하게 초음파 프로브(probe) 80을 설치하고, 요추 추간판의 영상이 CRT 82상에 나타나도록, 결과 신호에 따른 영상 처리기 81에 의해 영상 처리작업이 수행된다. 초음파는 바늘 주몸체 1에 반사되며, 상기 표시마크에서 더 많이 반사되기 때문에, 수술자는 나타난 영상을 보면서 바늘 주몸체 1이 상기 수핵 60에 어느 정도 깊이로 삽입되었는지 판단할 수 있다.
다음, 단지 드릴부제 70만이 신체내의 바늘부제 10에서 빼내져서 제거된다.
다음, 삼방 꼭지 40의 삽입부 42a가 노브 11의 후방부로부터 삽입부 42a의 전단면이 삽입공 11AE에 인접하게 되도록 노브 11에 삽입된다. 드릴부제 70 대신으로, 광섬유 20과 온도 감지 리드 30이 홀더 50에 의해 고정된 상태에서 삽입부 42b의 후방으로부터 관통홀 43b, 43a 및 삽입부 42a 다음 삽입공 42a 순으로 통과하여 바늘 주몸체 1에 삽입된다. 보호튜브 33의 전단면이 삽입부 42b의 플랜지 44의 후단면에 인접하게 될 때까지 삽입이 수행된다.
상기 삽입과 관련하여, 삽입부 42b의 강도(剛度)와 비슷한 강도(剛度)를 갖는 단단한 파악부제 23이 삽입부 42b에 삽입되는데, 상기 파악부제 23은 다시 비슷한 강도를 갖는 노브의 수용공 11AE에 삽입되어, 그 결과 광섬유 20 및 온도 감지 리드 30이 바늘부제 10에 홀더 40에 의해 안정적으로 연결된다. 온도 감지 리드 30의 노출된 부분은 상기 파악부제 23의 절단된 부분을 따라 삽입공 11A에 삽입된다.
광섬유 20과 리드 30은 도2에 도시되었듯이, 삽입한계까지 도달할 경우, 광섬유 20은 산란층 20b만이 상기 바늘부재 1의 전단면 상에 돌출 되도록 하여 설치된다. 온도 감지 리드 30의 전단면의 온도는 상기 전단면이 상기 바늘 부재의 전단면의 다소 뒤편에 놓이도록 하여 설치된다.
반면에, 배출통로 42c는 배출 튜브 90을 통하여 가스 발생 감지기 41에 연결된다. 가스 발생 감지기 내에 설치된 필터 F 또는 트랩 91에 의해 먼지를 제거한 후에 가스 발생 감지기가 가스에 노출되도록 하는 것이 바람직하다. 가스 발생 감지기 41을 통과한 가스는, 알코올과 같은 액체를 갖는 가스 흡수기 72를 통하여 가스가 흡수된 후에 대기 중에 배출되도록 하는 것이 또한 바람직하다.
이러한 조건하에서, 레이져광의 조사(照射)가 수행된다. 상기 레이져광은 수핵 60을 기화시키는데 사용되어야 하기 때문에 Nd:YAG 또는 Ho:YAG 레이져인 것이 바람직하다.
레이져광이 수핵 60에 조사되는 경우, 수핵 60의 기화가 일어나며 기화된 부분 60a 및 고화층 60b가 도7에 도시된 방식에 의해 형성된다. 즉, 광섬유 20에는, 도12의 종래기술과 차이점을 극명하게 하기 위하여 전단부 20X에 산란층 20b가 함께 형성되기 있기 때문에, 레이져광이 광섬유 20의 전단부 20X의 외부 주변에서 또한 방사되어 기화된 부분 60a가 광섬유 20의 전단부 20X의 둘레에 형성된다.
결과적으로, 기화층 60a는 바늘부재 10, 구체적으로 상기 바늘 주부재 1의 전단의 구멍과 연결되게 된다. 따라서 상기 기화에 의해 발생한 가스는 상기 바늘 주부재 1의 전단의 구멍으로부터 바늘 주부재 1로 들어가며 바늘 부재 10을 따라 삼방 꼭지 40의 삽입부분 42c를 통과하게 되며, 다음 신체 외부로 배출되게 된다.
상기 레이져광 조사 과정중, 온도감지는 온도감지 리드30에 의해 수행된다. 구체적으로, 감지된 온도는, 도5에 도시되었듯이, 온도계 32에 의해 적절한 온도 표시기 34상에 표시된다.
레이져광 조사 과정에서 상기 조직의 기화에 의해 발생하여 바늘 주부재 1 및 배출튜브 90을 통해 배출된 가스는, 가스 발생 감지기 41에 의해 감지된다. 가스 발생 감지기 41에 의해 감지된 발생 가스의 유속 또는 유량(flow rate)은 수핵 60의 기화 상태를 나타낸다. 상기 가스 발생 감지기 41에 의해 감지된 발생한 가스의 유속 또는 유량(flow rate)은 표시기 46상에 표시된다.
따라서, 외과 수술자는 가스 발생 감지기 41에 의해 감지되어 표시기 46상에 표시되는 발생 가스의 유속 또는 유량을 시각적으로 모니터링(monitoring)하면서 필요한 레이져광 조사를 수동으로 조절할 수 있다. 하기에서 언급되듯이, 레이져광의 조사는 자동으로 조절될 수도 있다. 수동 및 자동 조절 사이의 모드 선택이 가능할 수 있다.
도8은 레이져광의 수핵에 대한 조사의 시간 주기와 상기 수핵의 온도 및 배출 가스의 유속 사이의 관계를 나타내는 그래프이며, 도9는 수핵의 크기와 기화된 수핵의 양 사이의 관계를 나타내는 그래프이며, 도10은 크기에 따른 기화된 수핵의 양과 치료효과 사이의 관계를 나타내는 그래프이다. 수핵의 크기는 MRI 또는 X-ray 투과 사진으로 미리 측정될 수 있다.
도8에 도시되었듯이, 레이져광의 조사가 시작된 후에, 상기 수핵의 기화는 상기 수핵의 온도상승과 함께 시작된다. 기화된 수핵의 양은 온도가 상승함에 따라 증가된다. 수핵의 기화는 초기에는 크지만 이후 포화점에 도달하는 경향을 보인다. 가스 유속의 적분값은 기화된 수핵의 양을 나타낸다.
가스의 배출이 가스 발생 감지기 41에 의해 감지되면, 상기 수핵의 기화의 시작이 결정될 수 있다. 수핵의 기화의 시작이 상당히 늦어지는 경우는, 레이져광이 제대로 맞춰지지 않았거나 불충분한 경우이다. 이에 의해, 광섬유 20이 손상 받는 지가 결정될 수 있다.
레이져광의 조사는 약 0.5 내지 2초 간격으로 수행되는 것이 바람직하다. 레이져광의 파워에 따라 조사 시간의 간격을 조절하여, 온도 감지 리드 30에 의해 감지되는, P0의 위치의 온도, 섬유윤의 끝부분 P1에서의 온도, 목표 요추가 개재되는 양 요추판의 끝단 사이 P2에서의 온도, 신체 피부 62 위치 P3에서의 온도는, 도6에 도시되었듯이, 100℃ 내지 80℃, 50℃ 내지 60℃이며 45℃보다 높지 않고 바람직하게는 약 37℃이다.
온도 감지 리드 30에 의해 발생한 온도 신호의 귀환은 치료에 매우 효과적이다. 레이져광의 조사가 과도한 경우, 환자는 국부적 무감각하의 무통의 열을 느끼게 된다. 이 경우, 단위시간당 레이져광의 조사 강도를 낮춤에 의해 온도를 낮춘다. 이러한 과도한 조사는 또한 바늘 주부재 1의 과열을 감지함에 의해 방지될 수 있다. 온도가 비정상적으로 변하는 경우, 광섬유 20이 손상되거나 불타게 될 수 있다.
이 경우, 외과 수술자가 온도계 32에 의해 감지되고 온도 표시기 34상에 표시된 온도에 근거하여 레이져광의 조사를 수동으로 조절하는 방식에 의해 상기 시스템을 조절하거나, 또는 레이져광 발생기 22 또는 온도 신호가 적용되는 레이져광 발생 조절기 24에 의해 광섬유 20을 포함하는 레이져 투과 시스템을 조절함에 의해 레이져광의 조사가 자동으로 조절되도록 할 수 있다. 예를들면, 자동 조절은, 상기 수핵에서 감지된 온도가 110℃ 이상으로 상승하는 경우 레이져광의 조사를 멈추거나, 70℃이하로 하강하는 경우 레이져광의 조사를 다시 시작하는 방식에 의해 수행될 수 있다.
반면에, 수핵이, 도10에 도시되었듯이, 주어진 양보다 더 많이 기화되는 경우에도 치료효과는 포화치에 도달되는 경향을 보인다. 과도한 기화는 수핵의 주변 조직에 악영향을 준다. 따라서 자동 조절 시스템은, 기화되는 양이 소정의 값에 도달할 때 레이져광의 조사를 멈추도록 할 수 있다. 따라서, 조절 시스템은, 가스 발생 감지기에 의해 감지된 가스 유량의 신호 대표값이, 도5에 도시된 레이져광 발생 조절기 24에 적용되고, 시간에 따라 적분된 가스 유속의 값이 설정값에 도달되었을 때 레이져광의 조사가 자동적으로 멈추도록 할 수 있다.
레이져광의 조사가 상기에서 언급한 대로 적절하게 수행될 수 있기 때문에, 환자는 열이나 고통을 결코 느끼지 않는다.
상기에서 상술한 바와 같이, 본 발명의 장치는 경피적 추간판 탈출 치료 뿐만 아니라 간종양 치료 또는 뇌종양 치료와 같은 다양한 치료에 적용될 수 있다.
추간판 탈출 치료에서 수핵의 온도를 감지하는 것이 바람직하나, 온도 감지 지점이 변하는 경우에도 온도구배가 다양한 조작들로부터 결정될 수 있으므로, 수핵의 주변에서 감지된 온도에 근거하여 수핵의 온도가 산출될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 목표 조직, 예를들면 수핵에 대한 레이져광의 조사 조건과 수핵의 기화 조건이, 기화에 의해 발생된 가스의 유속 또는 유량(flow rate)에 근거하여 모니터링(monitoring)될 수 있으므로 적절한 치료가 수행될 수 있다. 더욱이, 적절한 치료가 상기 조직의 온도를 대표하는 신호를 받아들임에 의해 수행될 수 있다.

Claims (10)

  1. 목표 조직에 레이져광을 조사하여 기화시킴에 의해 치료하는 장치로서,
    상기 목표 조직에 경피적으로 삽입되는 속이 빈 바늘부재;
    전단(前段)으로부터 레이져광을 방출하도록 레이져광 발생기로부터 레이져광을 투과시키는 광섬유;
    상기 목표 조직과 상기 목표 조직 주변의 온도를 감지하는 리드;
    레이져광이 조사된 상기 목표 조직의 기화에 의해 발생한 가스를, 상기 바늘부재의 내부를 통해서 신체의 외부로 배출하기 위한 수단 및;
    상기 목표 조직의 기화에 의해 발생한 가스의 유속 또는 유량(flow rate)을 감지하는 가스발생감지 수단을 포함하며,
    상기 광섬유 및 상기 온도 감지 리드는 상기 바늘부재의 하단으로부터 상기 바늘부재에 삽입되고, 상기 광섬유의 전단은 상기 목표 조직에 위치하며,
    상기 가스의 유속 또는 유량은 상기 가스발생감지 수단에 의해 감지되며 상기 목표 조직 및 상기 목표 조직 주변의 온도는 상기 온도 감지 리드로부터의 온도 신호에 근거하여 감지되며,
    상기 레이져광의 조사 방식이, 상기 감지된 가스의 유속 또는 유량과 온도에 근거하여 조절되는 것을 특징으로 하는 레이져 치료 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광섬유는, 상기 광섬유의 전단부가 상기 바늘부재의 전단에서 돌출되며, 상기 광섬유의 전단에서, 레이져광이 방출되는 광산란 수단이 상기 전단부의 외부 주변에 형성되도록 위치하는 것을 특징으로 하는 레이져 치료 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 광산란 수단은, 상기 광섬유의 전단에서 노출된 핵 상에 형성되며 상기 핵보다 큰 굴절률을 갖는 미세하게 분할된 입자를 갖는 산란층을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이져 치료 장치.
  4. 제1항에 있어서, 발생된 가스의 배출 통로가 상기 바늘부재에 연결되도록 제공되며, 상기 발생된 가스의 배출 통로에 가스 감지 수단이 제공됨을 특징으로 하는 레이져 치료 장치.
  5. 수핵에 레이져광을 조사하여 기화시킴에 의해 추간판 탈출 치료를 하기 위한 장치로서,
    상기 추간판 사이의 수핵에 경피적으로 삽입되는 속이 빈 바늘부재;
    전단으로부터 레이져광을 방출하도록 레이져광 발생기로부터 레이져광을 투과시키는 광섬유;
    상기 수핵과 상기 수핵 주변의 온도를 감지하는 리드;
    레이져광이 조사된 상기 수핵의 기화에 의해 발생한 가스를, 상기 바늘부재의 내부를 통해서 신체의 외부로 배출하기 위한 수단 및;
    상기 수핵의 기화에 의해 발생한 가스의 유속 또는 유량(flow rate)을 감지하는 가스발생감지 수단을 포함하며,
    상기 광섬유 및 상기 온도 감지 리드는 상기 바늘부재의 하단으로부터 상기 바늘부재에 삽입되고, 상기 광섬유의 전단은 상기 목표 조직에 위치하며,
    상기 가스의 유속 또는 유량은 상기 가스발생감지 수단에 의해 감지되며 상기 수핵 및 상기 수핵 주변의 온도는 상기 온도 감지 리드로부터의 온도 신호에 근거하여 감지되며,
    상기 레이져광의 조사 방식이, 상기 감지된 가스의 유속 또는 유량과 온도에 근거하여 조절되는 것을 특징으로 하는 추간판 탈출 치료를 하기위한 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 온도 감지 리드의 전단이 상기 바늘부재의 전방 끝부분에 위치하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 광섬유는, 상기 광섬유의 전단부가 상기 바늘부재의 전단에서 돌출되며, 상기 광섬유의 전단부에서, 레이져광이 방출되는 광산란 수단이 상기 전단부의 외부 주변에 형성되도록 위치하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 광산란 수단은, 상기 광섬유의 전단에서 노출된 핵 상에 형성되며 상기 핵보다 큰 굴절률을 갖는 미세하게 분할된 입자를 갖는 산란층을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제5항에 있어서, 발생된 가스의 배출 통로가 상기 바늘부재에 연결되도록 제공되며, 상기 발생된 가스의 배출 통로에 가스 감지 수단이 제공됨을 특징으로 하는 장치.
  10. 제5항에 있어서, 상기 감지된 가스의 유속 또는 유량과 상기 감지된 온도에 근거하여, 레이져광의 조사를 자동으로 조절하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
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