KR20060030016A - 동력이 조절되는 의료용 피하 조사 치료 시스템 - Google Patents

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Abstract

경피적(percutaneous) 레이저 치료에서 레이저 방사선을 제어가능하게 방출하는 시스템과 방법이 개시된다. 양호한 실시예에서, 광 섬유가 피부 아래 또는 혈관 루멘의 소정 포인트까지 삽입된다. 광 섬유는 레이저와 같은 전자기 방사선원에 연결된다. 이어서 방사선은 치료 부위에 공급되는 반면에 광 섬유는 동시에 도입 포인트에서 인발된다. 광 섬유는 수동으로 소정 비율로 회수되고, 방사선은 일정한 동력 또는 에너지 수준으로 가해진다. 일정하고 적절한 에너지 밀도를 유지하기 위해, 회수 속도가 측정되고, 제어기구에 보내진다. 제어기구는 정맥 또는 조직이 일정한 에너지 투여량을 받도록 방출된 동력, 펄스 길이 또는 펄스 비율을 변형한다. 하나의 실시예에서, 영상 장치는,광 섬유 표면조직 특성에 근거하거나 또는 마킹과 같은 일련의 바아코드에 근거하여 속도 정보를 갖는 제어 장치를 제공한다. 다른 실시예에서, 치료전에 정맥 직경, 치료동안에 광 섬유의 먼 단부의 위치 및/또는 진동 또는 온도와 같은 충격 측정값과 같은 정보가 수집되고, 제어 기구는 원하는 동력 밀도를 유지하도록 측정값에 반응하여 출력 동력 또는 펄스 비율을 조절한다.

Description

동력이 조절되는 의료용 피하 조사 치료 시스템{POWER REGULATED MEDICAL UNDERSKIN IRRADIATION TREATMENT SYSTEM}
본 발명은 피하 방사선 치료분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 동력이 조절되는 레이저이용 피하 또는 정맥 치료에 관한 것이다.
자동적인 동력 또는 파장 제어는 공지되어 있고, 다양한 레이저 응용 형태에서 이용되고 있다. 그러한 공지된 장치는 레이저 에너지를 제어하는 다양한 파라미터를 이용한다. 방사선의 일정한 응용을 보장하기 위해서 동력 또는 펄스 비율과 같은 방사선 파라미터를 조절하기 위한 수단을 제공하거나 또는, 치료 조건의 변화에 반응하여 파라미터를 변경하는 수단을 제공하는 것이 종종 유리하다. 출력 동력또는 펄스 비율을 적절하게 조절할 수 없으면, 에너지 과잉 투여로 인한 관통, 흉터 또는 피부색 변화의 위험을 증가시킴으로써 방사선 치료의 안전을 보장할 수 없다. 동력이 적절히 조절되지 않으면, 불충분한 에너지 제공 위험이 또한 존재하고, 따라서, 한 부분을 충분히 치료하지 못해서 추가적인 치료에 대한 필요성을 만들 가능성이 있다.
일반적으로, 최선의 효과를 나타내기 위해서, 레이저의 동력, 주파수 또는 다른 특성을 조절할 수 있는 제어 장치에 치료 부위에 관한 정보를 제공하는 피드 백 메카니즘(feedback mechanism)이 이용된다. 그러한 피드백 정보는 반사된 비임(beam), 프로브(probe) 또는 섬유의 온도 및 치료된 또는 주위 조직의 온도 측정값을 포함한다. 어떤 피드백 시스템이 일정한 불변의 방사선 파라미터를 제공하는 반면에, 다른 시스템은 치료 효과를 최대화하도록 공급된 방사선을 변형시키도록 배치된다.
예를들면, 미합중국 특허 제 6,074,382 호에는, 비임 제어기 및 적어도 하나의 조직 특성(온도, 구성, 탄성, 크기 및 모양)을 탐지하기 위한 탐지기를 포함하는, 성형 치료에서 표피 조직을 제거하기 위한 장치를 공지하고 있다. 비임 제어기는 탐지된 조직의 형태에 관하여 탐지기에 의해 제공된 피드백 정보에 근거하여 비임 특성을 변화시킨다. 예를들면, 핸드피스(handpiece)가 색깔을 탐지할 수 있고, 제어기는, 건강한 조직을 제거하지 않도록 적갈색 점(liver spot)과 같은 피부 마크위의 레이저만 활성화시키도록 프로그램화된다. 다른 예는, 조직이 제거되었는지 여부를 결정하도록 핸드피스에 조직 특성을 릴레이하는 제2 레이저 비임을 특징으로 한다. 본 발명은 제거 가능한 피부 이식(skin resurfacing)에 한정되고, 주로 스캐닝 장치이다.
기준으로서 조직 파라미터를 사용하는 다른 특허는 미합중국 특허 제 5,531,740 호인데, 이것은 외부에서 기형의 정맥에 조사(irradiate)하게 된다. 탐지기는 정맥의 상이한 색깔을 탐지하여 방사선을 그 정맥에 한정시킨다. 반사된 빛은 치료 영역에서 장치로 이동하고, 이것은 소정의 색깔을 갖는 비임이 한 부분위에 있을 때에 단지 방사선 방출이 허용된다. 본 발명은 치료부위에 외부에서 스캐 닝을 하고, 단지 정맥만을 치료하는 것을 보장하도록 레이저를 온 및 오프(on and off) 상태로 변환하는 것을 포함한다.
미합중국 특허 제6,231,568 호는 기계적 그리고 레이저 에너지 양자를 이용하여 심장 조직에 채널을 형성하는 장치 및 방법을 공지하고 있다. 니들(needle)이 살(flesh)을 침투하도록 사용되고, 섬유가 니들로부터 또한 연장되며, 조직을 증발시켜 그 조직속에 채널을 형성하도록 조사가 뒤따른다. 채널 형성 장치가 위치 신호를 제어 장치에 보내고, 제어 장치는 니들 및/또는 섬유질 팁이 소정 깊이로 이동된 때를 지시한다. 상이한 에너지 공급율이 선택될 수 있으나, 치료 동안에는 공급율이 일정하게 나타나고, 위치에 따라서 변화하지 않는다.
콜레사(Kolesa) 등에 의한 미합중국 특허 제 6,135,996 호는, 경심근 혈관재생(TMR) 및 혈관 형성 수술을 수행하는데 사용되는 전진이 제어되는 레이저 제거 장치를 공지하고 있다. TMR 과 같은 제거 과정에서, 레이저 섬유의 전진율은 매우 중요하지만, 손으로 전진 기술을 제어하는 것은 어렵다. 콜레사는 자동적으로 전진율을 제어하기 위한 장치를 제공하고 있다. 이 장치에서, 전진율은 치료전에 결정된다. 또한 섬유가 이동할 수 있는 깊이가 제한되는 제거 장치들이 공지되었다. 본 발명은 제거장치에 한정되고 소정의 동력 수준과 전진 속도를 특징으로 하는 장치를 제공한다.
미합중국 특허 제 6,176,854 호는 다양한 조건의 피부 치료와 정맥 치료를 위하여 레이저원과 광섬유를 이용하는 피하 치료용 장치와 방법을 공지하고 있다. 이 방법은, 삽입 방법과, 섬유 팁의 위치에 의존하는 레이저 출력을 자동으로 제어 하는 방법은 제공하지 않는다. 한편 동력은 수동으로 조절되어야 한다.
미합중국 특허 제 4,846,171 호는 한 카테터(catheter) 루멘내에서 섬유를 전진 및 수축시키고, 에너지 전달을 제어하기 위한 장치를 공지하고 있다. 섬유는 활주 기구에 연결되는데, 상기 기구는, 시술자로 하여금 루멘이 적절하게 위치된 후에 루멘에서 섬유 팁을 노출시킬 수 있게 하고, 따라서 섬유 팁을 치료전에 노출시시키는 것이 방지된다. 또한 에너지가 섬유를 통하여 전달되도록 하는 스위칭 수단이 공지되어 있다. 섬유가 루멘 내부에 있는 동안에 먼 단부가 어떤 미리 선택된 포이트를 넘어 우발적인 조사가 방지된다면, 에너지가 섬유를 통하여 이동하는 것이 방지되는 특징적인 수단이 있다. 이 발명은 위치적으로 의존하는 레이저 제어기이고, 자동적으로 방사선 파라미터를 조절하는 수단은 포함하지 않는다.
온도에 의존하는 레이저 동력을 자동적으로 조절하고 따라서 조사된 조직의 과열을 피하는 안전 특성이 있는 장치가 존재한다. 예를들면, 미합중국 특허 제 5,222,953 호는 조직에 응결을 만들기 위한 침입형 종양 고열요법 장치(interstitial tumor hyperthermia device)를 공지하고 있다. 조직의 과열을 피하기 위해, 열전대가 조직의 열을 측정하고 조직의 과-조사를 방지한다. 양호한 실시예에서, 섬유는 조직의 온도를 어떤 소정 범위내에 유지하는데 충분한 비율로 회수된다. 모터가 열전대에 연결되어 온도가 너무 높으면 반응하여 섬유를 보다 신속하게 당기고 온도가 너무 낮으면 섬유를 보다 천천히 당긴다.
미합중국 특허 제5,733,277 호는 혈관 또는 동맥의 물질을 제거하기 위한 장치 및 방법을 공지하고 있다. 상기 장치는 레이저원, 광 섬유, 카테터 및 섬유를 연결하고 회전시키기 위한 장치로 구성된다. 컴퓨터화된 모니터링과 안내 시스템이 방해물질에 대한 측정값에 근거하여 섬유의 원하는 이동을 계산한다.
작동자에 의존하지 않고 다수의 파라미터에 근거하여 방사선 공급 장치의 동력 출력 또는 펄스율을 효율적으로 조절함으로써 한 영역을 과소 또는 과다 치료하는 것을 방지하는 방사선 치료에 대한 장치와 방법이 필요하다. 본 발명은 이러한 필요를 충족시킨다.
발명의 목적 및 간단한 요약
본 발명의 목적은, 피하부 레이저 치료의 치료 결과를 개선시키기 위한 장치 및 방법을 제공하는 것에 관한 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 레이저 응용으로부터 인간 에러를 제거함으로써 피하부 레이저 치료의 정확도를 개선시키는 장치 및 방법을 제공하는 것에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 보다 더 정확한 치료를 보장하기 위해서 레이저 동력의 자동 변경이 가능한 장치 및 방법을 제공하는 것에 관한 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 섬유의 수동적인 회수동안 일정한 정맥 조사를 보장하는, 관내 정맥 치료를 위한 장치와 방법을 제공하는 것에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 방사선 공급 장치의 이동 속도 및/또는 위치에 따라서 방사선 파라미터를 자동적으로 조절하는 장치 및 방법을 제공하는 것에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 조직 특성과 조건에 따라서 방사선 파라미터를 자동으로 조절하는 장치 및 방법을 제공하는 것에 관한 것이다.
간단하게 설명하면, 본 발명은, 경피 방사선 치료에서 방사선을 제어가능하게 방출하기 위한 시스템과 방법을 개시하고 있다. 양호한 실시예에서, 하나의 레이저는 피부 아래 또는 혈관 루멘내로 삽입되는 하나의 광섬유에 연결된다. 광 섬유는 레이저, 비-간섭 방사선원, 높은 동력의 레이저 다이오드, LED 및 초음파원과 같은 전자기 방사선원에 연결된다. 방사선은 이어서 치료 부위에 공급되고, 반면에 섬유는 동시에 도입 포인트로부터 인발된다. 섬유는 수동으로 소정의 비율로 회수되고, 방사선이 일정한 동력 또는 에너지 수준에서 가해진다. 일정하고 적절한 에너지 밀도를 유지하기 위해, 회수 속도가 측정되어 제어기구에 보내진다. 제어기구는 정맥 또는 조직이 에너지의 일정한 투여량을 받도록 방출된 동력, 펄스 길이 또는 펄스 비율을 변형한다. 하나의 양호한 실시예에서, 영상 장치는, 섬유 또는 카테터 표면 조직 특성 또는 마킹과 같은 일련의 바아코드에 근거하는 속도 정보를 보유한 제어 장치를 제공한다. 다른 양호한 실시예에서, 치료전의 정맥 직경, 섬유 먼단부의 위치 및/또는 치료동안의 진동 또는 온도와 같은 충격 측정값과 같은 추가적인 정보가 수집되고, 제어기구는, 원하는 동력 밀도를 유지하도록 측정값에 반응하여 출력 동력 또는 펄스 비율을 조절한다.
본 발명의 전술한 그리고 다른 목적, 특징이 첨부된 도면(상이한 도면에서 유사한 번호는 동일한 부품을 나타낸다)을 참조하여 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도1은 본 발명의 시스템을 도시하고 있다.
도2는 측정 수단의 한 실시예에 대한 2차원적인 도면이다.
도3a는 조립된 상태의 양호한 실시예의 도면이다.
도3b는 도3a의 해제된 상태의 양호한 실시예에 대한 도면이다.
본 발명은 예를들면, 정맥 치료와 같은 방사선 치료 또는 주름살 제거와 같은 피하부 치료 동안에, 레이저 또는 다른 치료 에너지를 치료 부위에 일정한 투여량(dosage)을 보장하기 위한 효율적이고 신뢰할 수 있는 방법 및 시스템을 제공하는 것에 관한 것이다. 그러한 과정에서, 조직의 불필요한 손상 없이 조직에 임상적으로 효율적인 에너지 투여량을 공급하는 것은 중요하다. 레이저의 경우에는 일정한 동력 밀도 또는 다른 경우에는 일정한 에너지 양을 조직에 공급하는 것이 중요한데, 본 발명은 소요 동력 밀도가 시술자에 관계없이, 따라서 인간 에러를 방지하도록 공급되는 것을 보장한다.
예를들면, 본 발명은, 내발광성(endoluminous) 레이저 치료에 특히 적합한데, 그 경우에, 하나의 치료 섬유가 정맥 또는 피하로 삽입되고 레이저 방사선이 고정된 동력 설정(예를들면, 980 nm에서 10W)에서 방출된다. 조사가 이루어지는 동안에, 관(vessel)벽의 원하는 길이 또는 치료 영역을 조사하도록 섬유가 수동으로 인양(pulled out) 또는 회수 된다. 이것으로 얻어진 효과는 투여량에 의존한다는 것이 분명한데, 즉, 공급되는 투여량은 조직 또는 정맥을 관통하는 섬유의 회수 속 도에 의존한다. 회수 속도에서의 변동은 공급된 동력 또는 동력 밀도에서 바람직하지 않은 변동, 즉, 검게됨(charring) 및 변성과 같은 치료 결과에서 변동이 초래되어 불완전한 치료 결과를 낳게 된다. 반드시, 섬유가 수동적으로 회수될 때에 변동의 발생을 피할 수는 없고, 특히, 회수 속도가 인간에 의해 제어되는 한 이것은 피할 수 없다. 그러나 많은 시술자가 아직까지 과정의 촉감을 간직하기 위해 그러한 공급 장치를 수동으로 제어하고, 환자 반응에 신속하게 반응할 수 있는 것을 선호한다. 본 발명은, 일정한 회수 속도를 강압적으로 시도하기 보다는 회수 속도에 근거하여 출력을 모니터하고 변화시키는 장치를 이용하는 것에 의한 새로운 시도를 하고 있다.
양호한 실시예에서, 본 발명은, 광섬유의 먼 단부와 같은 방사선 공급 장치의 조사 수단의 속도를 측정하고, 그 정보를, 방사선 공급 장치와 조사 수단에 연결된 방사선원에 의해 방출되는 동력을 제어하는 장치에 거꾸로 공급하는 수단을 제공한다. 피드백 및 제어의 이 시스템은, 섬유 회수 경로 또는 방사선 공급 장치에 연결된 다른 방사선 조사 수단 주위의 모든 조직에 일정한 방사선 투여량이 인가되도록 한다. 펄스 방사선을 이용하는 치료에서는, 제어 장치가 회수 속도의 함수로서 펄스 비율 또는 펄스 길이를 선택적으로 제어한다. 속도 정보를 레이저 시스템에 피드백 시키고, 측정된 속도의 함수로서 출력 동력을 제어함으로써 개선된 치료 결과를 기대할 수 있다. 이 측정 및 피드백은 예를들면, 삽입되는 섬유의 주어진 길이를 따라서 마킹과 같은 바코드로 섬유를 코드화함으로써 달성될 수 있다.이후, 선택된 기준점을 통과하는 이들 마킹의 이동은 회수 속도를 결정하도록 측정 장치에 의해 탐독된다.
다른 양호한 실시예에서, 섬유, 섬유를 함유하는 카테터 또는 다른 방사선 공급 장치를 조직 또는 혈관 구조물에 도입하기 위하여, 하나의 공급 루멘에 연결된 니들과 같은 핸드피스 또는 다른 중공 장치가 사용된다. 후퇴 속도를 측정하기 위한 수단은 양호하게는 핸드피스에 합체되거나 또는 그곳에 부착되지만, 측정 수단은 섬유 또는 카테터를 따르는 어떤 소정의 점에서 시스템내로 합체될 수 있다. 광섬유는 조정가능한 동력 레이저원에 광학적으로 연결된다. 레이저 동력 제어 수단이 측정 수단과 레이저원 양자에 연결된다. 섬유가 조직 또는 혈관 구조물에서 후퇴됨에 따라서, 측정장치는 후퇴속도를 결정하고 이 정보를 제어 수단에 보낸다. 제어 수단은 미리 선택된 프로토콜에 근거하여 적절한 방출 동력을 결정하고, 이어서 방사선 동력을 조절한다.
제어 수단은 방사선 또는 에너지원에 부착되거나 또는 원격 접속될 수 있다. 양호한 실시예에서, 제어 수단은 상이한 방사선원에 교체가능하게 연결될 수 있다. 제어 수단은 양호하게는 래프탑(laptop) 또는 데스크탑 컴퓨터와 같은 제어 장치일 수 있다. 공급 장치가 측정 수단을 통과할 때에, 각 마크 사이의 간격에 의해 섬유 또는 공급 장치의 이동속도를 측정하도록, 측정 수단은, 섬유, 카테터 또는 다른 에너지 공급 장치상에 주기적인 마킹과 관련된 광감지 다이오드를 포함하는 임의 숫자의 장치일 수 있다. 광 블럭킹 마킹 사이의 간격은 제어 장치로 보내지고, 그 장치는 적절한 방사선 투여량을 유지하기 위해 동력을 계산하고 조정한다. 이 측정 및 조정 과정은 치료과정 동안 연속적으로 이루어지므로 후퇴 속도에서의 약간의 변동도 계산되고 보정된다. 다르게는, 전술한 주기적 마킹은 LED 또는 다른 광원에 대해 높은 반사성을 갖는다. 광 감지 다이오드 또는 다른 측정 수단은, 반사성 마킹으로 인하여 보다 높게 측정된 광 강도 사이의 간격을 기록함으로써 마킹 사이의 간격을 측정하는데 사용된다. 이후, 제어 장치는 상기 간격으로부터 계산된 속도에 근거하여 방사선 또는 에너지 출력을 조정한다. 마킹은 응결 또는 치료 목적으로 방사선 또는 다른 에너지 공급을 위해 상이한 크기와 길이의 광 섬유 또는 카테터를 포함하는 임의 숫자의 장치에 위치될 수 있다.
측정 수단의 다른 실시예는, 광 섬유 또는 카테터를 포함하는 방사선 공급 장치가 전진하거나 회수되는 광 속도 및 위치 측정 장치이다. 이 실시예에서, 측정 수단은 LED 와 같은 투광원, 영상 장치, 영상 처리 장치, 제어 장치에 속도 또는 위치정보를 릴레이하는 수단으로 구성되어 있다. 측정 수단은 양호하게는 고정이 된다. 측정 수단은 전술한 바와 같은 핸드피스에 합체된다. 양호한 실시예에서, 측정 수단은 방사선 공급 장치가 전진 또는 회수되는 투명 튜브주위에 위치된다. 실제적으로 측정 수단은 개인용 컴퓨터에 종종 사용되는 광 마우스와 비슷하게 작동한다. 투광원은 공급 장치의 표면을 투광하고 영상 수단은 표면에 대한 일련의 영상을 취합한다. 공급 장치 표면의 조직 특성의 변화에 근거하여, 측정 수단은 공급 장치 이동 속도와 방향을 결정한다. 이 정보로부터, 그리고 과정 초기에 입력된 위치 정보에 근거하여, 측정 수단은 또한 노출 섬유 팁 또는 디퓨저와 같은 방사선 수단의 위치를 결정한다. 이 정보는 연속적으로 제어 장치에 릴레이되고, 그 장치는 방사선 투여량을 변경하거나 또는 정보를 사용자에게 제공한다. 전술한 바와 같 은 마킹과 같은 바코드가 또한 이 실시예와 연관하여 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 또한, 측정 장치 및 제어 장치에 부가하여 인발(drawing) 모터를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 실시예에서, 제어 장치는 속도와 동력 정보에 근거하여 과정을 또한 제어하도록 회수 속도와 방출 동력 양자를 제어한다. 인발 모터는 카테터 또는 광 섬유의 자동적인 회수를 위해 포함되고, 측정 수단으로부터의 정보에 근거하여 제어장치에 의해 제어된다. 모터는 일정한 속도로 회수를 유지할 수 있거나 또는 다수의 파라미터에 근거하여 회수를 변화시킬 수 있다. 한가지 파라미터의 예는 정맥 직경이고, 방사선 동력은 일정하게 유지되며, 제어 장치는, 일정한 동력 밀도를 유지하도록 정맥 직경이 변화함에 따라서 회수 속도를 변화시킨다. 다른 파라미터는 방사선원에서 방출된 동력을 포함하고, 제어장치는 주어진 동력 밀도를 만들기 위해서 적절한 회수 속도를 계산하고 유지시킨다. 동력 밀도는 일정하거나 또는 치료에서의 필요성이나 또는 사용자의 요구에 따라 변화할 수 있다. 사용자는 예를들면, 치료 시간을 최소화하기 위해서 회수 속도 및 방사선 동력을 변화시키는 것에 대한 조합을 사용하는 것을 선호할 수 있다. 하나의 회수 단계에서 전체 정맥이 조사되는 것을 방지하는 것이 바람직한 경우에는, 모터는, 사용자가 한정한 단계에 있는 카테터를 회수하도록 제어된다. 한 예에서, 제어 장치는 모터로하여금 한정되는 증가상태에 있는 섬유를 회수 하도록 한다. 모터는 주어진 길이 증가분(예를들면, 10 mm)의 카테터 또는 광섬유를 회수하고, 정맥 단부를 조사하고, 이어서 다른 증가분을 회수하여 다음 조사등을 수행한다.
추가적인 안전 특성이 모터 추가에 의해 구현된다. 제어 장치는 모터에 의해 요구되어지는 힘이 주어진 기준을 넘는 경우에는 회수를 멈추도록 프로그램화되어, 문제가 발생하면 치료가 자동적으로 정지될 수 있다. 또한, 알람 또는 다른 음성 또는 시각 수단이 사용자에게 문제가 발생했다는 것을 경고하기 위해 구비된다. 그러한 문제는 광 섬유가 응결된 조직에 부착되는 경우를 포함한다. 또한, 모터는 주어진 치료의 적절한 회수 속도에 대하여 새로운 사용자에게 지시하는데 유용할 수 있다. 광 섬유 또는 카테타를 정확한 속도로 회수하도록 모터를 사용함으로써, 원하는 동력 밀도 및 주어진 방사선 동력에 기초하여 정확한 회수 속도를 결정한 후에, 제어 장치는 치료를 수행할 수 있다. 새로운 사용자는 나중의 치료에 수동 회수가 바람직한 경우에 정확한 회수 속도를 관찰하여 알 수 있다.
전술한 바와 같은 인발 모터를 포함하는 이 실시예는, 광 마우스 실시예에 특히 적합하다. 광 마우스는 정확한 위치를 검증하도록 속도와 위치에 대한 연속적인 측정값을 제공함으로써 추가적인 안전 형태로서 작용하고, 모터는 정확한 속도에서 회수된다. 제어 장치는 모터를 제어하고 원하는 동력 밀도를 유지하기 위하여 이 피드백 정보를 이용할 수 있다.
본 발명의 다른 응용에서, 섬유의 위치, 혈관의 형태에 근거하여 에너지원의 파라미터를 변경하거나 또는 치료의 진행에 근거하여 동력이 변하는 치료가 이루어질 필요가 있을 것이다. 예를들면,(13, 10, 7, 5 및 3 와트와 같이) 미리 선택된 "동력 단계 래더(power step ladder)" 가 제어장치내로 프로그램화될 수 있다. 제어장치는, 치료가 진행됨에 따라서 각 단계로 진행되거나 또는 정맥 직경이 크게 변 화함에 따라 변화할 수 있다. 치료전에, 시술자는 먼 개시점에서의 정맥의 크기, 정맥의 인접단부에서의 정맥의 크기, 치료되는 정맥의 길이와 같은 정보를 접하게 된다. 제어장치는 치료되어온 정맥 길이의 퍼센트에 근거하여 공급원의 동력 출력을 변화시킨다. 이 장치는 가지 및 망상 정맥을 포함하는 정맥의 모든 형태 치료에 사용된다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 치료에 앞서 제어 장치내로 입력된 양호한 방사선 투여량 정보에 근거하여 방사선 동력을 제어한다. 다른 실시예에서, 제어 장치는 적절한 방사선 투여량을 결정하기 위해 앞선 치료과정으로부터 제공된 정보를 사용한다. "러닝 모드(learning mode)"에서, 제어 장치는 치료과정에서 숙달된 시술자가 얻은 정보로부터 깨닫게 된다(learn). 예를들면, 측정 수단과 제어 장치가 하나의 도입기 핸드피스상에 고정되고, 치료 형태, 혈관 루멘의 크기와 위치, (파 길이와 같은) 방사선 파라미터, 및 디퓨저 또는 섬유 형태에 관한 정보가 제어 장치내로 도입된다. 시술자는 이어서 종래의 경험에 근거하여 치료를 수행한다. 측정 수단은 섬유의 속도를 측정하고, 제어 장치는 치료 파라미터에 근거하여 적절한 방사선 투여량 또는 "노련한(expert)" 조건을 결정한다. 이 정보는 그 후에 또 다른 치료를 위해 저장된다. 나중의 치료를 위해서, 치료 정보는 앞선 단계와 같이 도입되고, 적절한 투여량을 유지하도록 공급된 동력을 자동으로 조절하거나 또는 "노련한" 조건을 널리 이용하기 위하여 사용자가 예를들면, 회수를 가속 또는 감속하는 것을 조장시키는 것에 의해 제어장치는 치료 과정을 모니터 한다.
다른 실시예에서, 제어 장치는 원하는 투여량을 유지하도록 공급된 동력을 자동적으로 변경시키는 대신에 투여량 정보를 사용자에게 제공한다. 이 정보는 예를들면, 사용자가 소정의 투여량 범위에서 이탈되는 때에 울리는 알람과 같은 음향상의 피드백 또는 사용자가 모니터하는 그래픽 디스플래이 일 수 있다. 정보를 제공하는 이들 방법중 어느 한 방법이 적절한 수준내에서 방사선 투여량을 유지하도록 전진/회수 속도를 유지하면서 사용자에 의해 사용될 수 있다.
본 발명은 레이저 응용에 제한되지 않고, 응결 조직에 대한 다른 수단에 또한 유용하다. 예를들면, 라디오 주파수원이 신체의 여러 영역을 치료하기 위하여 다양한 실시에 사용될 수 있다. 또한, 초음파원이 조직의 응결에 대해 본 발명이 사용될 수 있다. 레이저 치료의 관점에서 앞에서 설명한 원리가 전술한 치료 전자기 방사선원에 동일하게 적용된다.
비슷하게 본 발명은 속도-의존 동력 조절에 제한되지 않는다. 효과적인 방사선 투여량이 치료 영역에 인가되는 것을 보장하기 위해서 치료전에 또는 치료하는 동안 모니터될 수 있는 다수의 측정 가능한 파라미터가 있다. 방사선원의 활성화전에 섬유 팁 또는 디퓨저와 같은 방사선 수단의 위치 측정이 적절한 영역이 조사되도록 수행된다. 양호한 실시예에서, 전술한 속도 측정에 사용된 광 블럭킹 마크가 또한, 정맥 또는 조직을 통하여 진행된 광 섬유의 길이를 계산함으로써 조사 수단의 위치 측정을 위해 사용된다. 다른 사전-치료 파라미터는 정맥 직경의 측정을 포함하는데, 이것은 적절한 동력 밀도를 보장하기 위해서 방출된 동력의 계산을 위해 제어장치에 릴레이된다.
치료가 이루어지는 동안에, 과다한 조사를 피하기 위해 조직상의 방사선 충 격을 측정함으로써 조사된 조직의 조건을 모니터하는 것이 바람직하다. 그러한 충격 측정은, 조직이 바람직하게 영향을 받았는지 여부를 결정하는 것과 관련될 수 있는 싸운드, 진동, 온도 및 다른 조건의 측정을 포함한다. 예를들면, 조직의 온도 측정 수단이 조직이 변성/파괴되었는가를 결정하는데 유용하다. 온도 감지 수단이 온도 측정값을 제어 장치에 릴레이하도록 광 섬유의 먼단부에 위치될 수 있다. 제어 장치는 측정값을 정맥을 파괴/변성시키는데 필요한 공지된 온도와 비교할 수 있고, 온도를 달성하거나, 정맥의 과열과 주위의 건강한 조직의 손상을 피하도록 동력 또는 펄스율을 조절할 수 있다.
본 발명에서 기술된 시스템의 양호한 한 실시예가 도1에 도시되었다. 이 예에서, 광 섬유(101)가 방사선을 정맥(103)에 공급하기 위해 사용된다. 광 섬유(101)는 조정 가능한 레이저원(105)에 광학적으로 접속되고, 핸드피스(107)를 통하여 공급된다. 이 실시예에서 핸드피스(107)는 또한 니들(109)과 측정 장치(111)로 구성된다. 광 섬유(101)는 핸드피스(107)를 통하여 공급되고, 니들(109)을 경유하여 피부(113)를 통해 정맥(103)내로 들어간다. 시스템은 또한 양호하게는 마이크로프로세서 또는 컴퓨터일 수 있는 제어 장치(115)를 포함한다. 제어 장치(115)는 측정 수단(111)과 레이저원(105) 양자에 연결된다. 광 섬유(101)가 시술자에 의해 회수될 때에, 이동 속도에 대한 정보가 측정장치(111)에서 제어 장치(115)로 보내진다. 이 정보는, 치료전에 제어 장치(115)내로 도입된 치료 프로토콜에 근거하여 소정의 동력 수준을 결정하는데 사용된다. 만일 방출 동력이 제어 장치(115)에 의해 계산된 원하는 동력과 다른 경우에는, 동력이 원하는 동력과 조화되도록 조절된다.
측정 장치(111)의 양호한 실시예가 도2에 도시되었다. 광 섬유(101)는 다수의 검은 색 마크 또는 바아(117)를 포함한다. 광 감지 다이오드일 수 있는 광 탐지기(119)가 광 섬유(101) 부근에 위치되고, 광원(121)이, 탐지기(119)에 의해 반사되고 탐지되도록 낮은 동력 광을 광 섬유(101)상에 비추기 위해 위치된다. 광원(121)는 백색광을 방출하는 램프 또는 LED 일 수 있다. 광 섬유(101)가 광원(121)와 탐지기(119)를 통과할 때에 바아(117)는, 반사되고 탐지되는 광 양을 변화시킨다. 반사광의 양에서의 변화와 바아(117)로 인한 그러한 변화 사이의 간격이 후퇴 속도 결정을 위해 제어 장치(115)에 릴레이된다.
본 발명에서 기술된 시스템의 다른 양호한 실시예가 도3a 및 도3b에 도시되고, 다음과 같이 기술된다. 측정 장치는 광 감지기(305) 아래에 고정된 투명 유리관(303)을 갖는 표준 광무선 마우스(301)로 구성된다. 방사선을 레이저에서 정맥내로 전달하기 위한 광 섬유를 포함하는 카테터(307)는 치료 방사선원으로부터 연장되고, 유리관(303)을 통하여 공급되며, 핸드피스, 또는 카테터 또는 광 섬유를 정맥내로 삽입하기 위한 다른 수단내로 연장된다. 선택적으로 마우스 하부와 유리관(303)을 수용하도록 모양이 이루어진 기부 판(309)이 마우스(301) 및 유리관(303) 하부에 부착된다. 기부판(309)은, 측정 수단이, 치료되는 정맥 근처의 환자 피부 표면과 같은 표면상에 용이하게 놓이도록 한다. 기부판(309)의 하부는 편평하거나 또는 그 위에 놓이는 표면과 일치하도록 모양이 이루어 진다.
카테터(307)는 정맥을 통하여 전진 또는 회수될 수 있는 반면에 측정 수단은 고정적이고, 광 마우스(301)는 카테터의 이동을 탐지하여 위치 및 이동 정보를 컴 퓨터에 전달한다. 앞서 도입된 치료 파라미터에 근거하여, 컴퓨터는 일정한 방사선 투여량을 보장하도록 레이저의 동력 수준을 조절한다. 한편, 정맥 직경이 또한 적절한 방사선 투여량을 결정하는데 고려된다. 카테터(307)의 정맥내로의 삽입에 따른 정맥 직경에 대한 정보가 컴퓨터내로 도입되고, 카테터(307)는 정맥내로 전진한다. 각 원하는 위치에서, 사용자는 마우스(301)를 클릭하고, 그 위치에서 정맥 직경에 대한 정보를 컴퓨터에 도입시킨다. 컴퓨터는 각 도입된 위치에서 정맥 직경 및 위치 정보를 저장한다. 회수가 이루어지면, 컴퓨터는 카테터(307)의 회수 속도에 근거하여 각 위치에서 동력 수준과 각 위치에서 정맥 직경을 계산한다.
본 발명의 다른 특징은 일정한 방사선 투여량을 인가할 수 있는 반면에 시술자가 전 관정에 대해 보다 큰 제어를 할 수 있다는데 있다. 시술자는 환자의 가능한 불안함을 포함하는 어떤 이유 때문에 후퇴를 가속하거나 또는 감속하는 선택권을 갖고, 후퇴를 완전히 정지시킴으로써 어느 때라도 조사를 멈출 수 있다.
본 발명은 이상적으로, 델 기글리오(Del Giglio)에 의한 미합중국 특허 제6,200,332 호에 개시된 피하부 치료 장치와 같은 피하부 또는 루멘내(intralumenal) 치료 방사선 장치와 관련된 사용에 이상적이다.
본 발명은 또한 다음의 예에 의해 도시되지만, 이것에 제한되지는 않는다.
실시예 1:
정맥류의 치료에서, 광 섬유의 크기는 치료되는 정맥 직경에 의존하여 변화한다. 크기에서 3 또는 4 mm 까지의 정맥을 치료하기 위해 400 마이크론 광 섬유가 정맥내로 삽입된다. 4 mm 보다 큰 정맥에는 600 마이크론의 광 섬유가 사용된다.
레이저가 0.3 초의 작동 타임과 0.3 초의 아이들 타임의 연속 펄스 모드로 세팅된다. 레이저 출력 동력은 정맥의 크기에 따라 변화한다. 직경 4 mm 미만의 정맥에 대해서는, 7-10 쥴의 동력이 필요하고, 직경이 4 mm 보다 큰 경우에는 12-15 쥴의 동력이 필요하다.
치료에 앞서, 정맥의 비정상적 길이가 사전 조사로 인식된다. 전술된 바와 같은 소요 동력과 양호한 인양 속도가 결정된다. 마킹된 치료 라인을 따라 국부 마취가 이루어진다. 다음으로 정맥 코스가 탐지되고 다음과 같이 치료된다. 광 섬유가 정맥내로 삽입되고, 레이저가 싱글 펄스 모드로 세팅된다. 이어서 레이저 동력이 가해진다. 정맥을 완전히 덮는 하나의 스카(scar)를 만드는데 10-15 플래쉬(flash)의 한 시리즈(series)면 충분하다. 다음으로 레이저 세팅이 연속 펄스 모드로 바뀐다. 광 섬유가 수축되고, 정맥 내부벽과 그것의 혈액 내용물을 자극할 수 있게 된다. 제어 장치가 광 섬유의 길이를 따라서 표시된 일련의 마킹에 근거하여 인양속도를 측정하고, 양호한 인양 속도에 근거하여 펄스율을 조절한다. 이런 방법으로, 일정한 동력이 가해지고 정맥내부에 연속 응결 라인이 형성된다. 레이저 플래쉬는, 치료할 때에 나중에 흡수되는 박판의 섬유증(fibrosis)을 형성하는, 정맥을 파괴하는 마이크로 버불 팽창을 일으켜 혈액에 특히 영향을 미친다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예가 기술되었지만, 본 발명이 여기에 한정되지 않고, 첨부된 특허청구범위를 이탈하지 않는 범위내에서 당업자에게 다양한 변화와 변형이 가능함을 이해하여야 한다.

Claims (16)

  1. 피하 치료를 위한 동력이 조절되는 의료용 방사선 치료 시스템으로서,
    방사선원;
    방사선원에 연결되고 공급 시스템의 먼 단부에서 피하 치료 영역에 조사하기 위한 수단을 포함하는 적어도 하나의 방사선 공급 시스템;
    상기 공급 시스템의 먼 단부를 환자 피부 아래에 도입시키기 위한 수단;
    상기 피하 치료 영역에 대해 상기 조사 수단의 이동 속도 및/또는 위치를 측정하는 수단; 및
    상기 이동 속도 및/또는 조사 수단의 위치 함수로서 상기 방사선원에 의해 방출된 방사선 파라미터를 제어하기 위한 수단을 포함하는 방사선 치료 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 방사선원이 레이저원, 고동력 램프, 레이저 다이오드, 광 방출 다이오드 및 다이오드 배열체로 구성된 그룹으로부터 선택되는 방사선 치료 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 방사선 공급 시스템이 광 섬유 및 광 섬유를 포함하는 카테터로 구성된 그룹으로부터 선택되는 방사선 치료 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 치료 영역을 조사하는 상기 수단이 노출된 광 섬유 팁, 형 상화된 광 섬유 팁 및 디퓨저(diffuser)로 구성된 그룹으로부터 선택되는 방사선 치료 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 방사선의 상기 파라미터가 동력 수준, 펄스 길이 및 펄스율로 구성된 그룹으로부터 선택되는 방사선 치료 시스템.
  6. 제3항에 있어서, 상기 측정 수단이 상기 광 섬유의 외부 표면에 주기적 마크를 포함하는 방사선 치료 시스템.
  7. 제3항에 있어서, 상기 측정 수단이
    측정 방사선원;
    방사선 공급 시스템 표면의 연속적인 영상을 포획하는 수단;
    상기 조사 수단의 표면에서의 변화에 근거하여 상기 조사 수단의 속도와 방향을 결정하기 위한 수단을 포함하고,
    속도와 방향을 결정하기 위한 상기 수단은 고정되어 있으며, 광 섬유를 환자 피부 아래에 도입시키는 상기 수단의 인접 단부에 연결되는 방사선 치료 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 측정 방사선원이 광 발산 다이오드인 방사선 치료 시스템.
  9. 제7항에 있어서, 상기 방사선 공급 시스템의 회수를 제어하기 위한 모터를 포함하고, 상기 모터가 상기 제어 수단에 의해 작동되는 방사선 치료 시스템.
  10. 제6항에 있어서, 상기 측정 수단이 광원 및 광 탐지기를 또한 포함하는 방사선 치료 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제어 수단이, 상기 측정 수단으로부터 정보를 수용하여 그 정보를 속도 값으로 변환하고, 원하는 동력 밀도를 얻기 위해 미리 선택된 파리마터에 근거하여 상기 방사선원으로부터 방사선 동력을 변경시키도록 상기 측정 수단에 연결되는 방사선 치료 시스템.
  12. 제1항에 있어서, 상기 조사 수단의 위치를 측정하기 위한 수단 및 위치가 미리 선택된 위치와 다른 경우에는 조사를 방지하기 위한 수단을 또한 포함하는 방사선 치료 시스템.
  13. 제1항에 있어서, 상기 방사선의 치료 영역에의 충격을 측정하기 위한 수단을 추가로 포함하고, 상기 제어 수단이 측정된 충격에 따라서 상기 동력을 변경시킬 수 있는 방사선 치료 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 충격 측정이 싸운드 측정, 진동 측정 및 온도 측정으 로 구성된 그룹에서 선택되는 방사선 치료 시스템.
  15. 동력이 조절되는 의료용 정맥 치료 시스템으로서,
    방사선원;
    상기 방사선 원에 광학적으로 연결된 적어도 하나의 광 섬유; 및
    정맥 내부의 상기 광 섬유의 속도를 측정하고, 상기 이동에 대한 측정 속도의 함수로서 광 섬유에 의해 수용되는 방사선원의 동력을 제어하기 위한 수단을 포함하는 방사선 치료 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 정맥내부의 상기 광 섬유의 먼 단부 위치를 측정하기 위한 수단 및 측정된 위치가 소정의 치료 위치와 다른 경우에는 정맥의 조사가 방지되는 방사선 치료 시스템.
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