KR20100039330A - 열 수술 모니터링 - Google Patents

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KR20100039330A
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리차드 샤운 웰체스
제임스 헨리 볼
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싸이노슈어, 인코포레이티드
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Abstract

열 수술 트리트먼트를 받고 있는 적어도 일부의 수술 필드 내의 복수 위치에서의 온도를 모니터링하고, 상기 모니터링에 기초하여 일련의 열 이미지를 생성하는 열 카메라와, 열 이미지를 처리하기 위한 프로세서와, 복수 위치에서의 온도를 나타내는 일련의 디스플레이 이미지를 실시간으로 표시하기 위한 디스플레이를 포함하는, 열 수술 처치를 모니터링하기 위한 장치가 개시된다.

Description

열 수술 모니터링 {THERMAL SURGICAL MONITORING}
본 발명은 중앙수술부 적외선(IR) 카메라 및 수술용 IR 센서에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 열 수술 처치 중에 환자의 표면 온도를 모니터하도록 구성되는 수술용 IR 카메라 및 센서에 관한 것이다.
성형외과 의사, 피부과 의사 및 환자들은 노화 작용이나 다른 손상된 피부를 다루는데 새롭고 향상된 방법을 계속 찾는다. 노화된 외모나 광손상된 피부를 소생시키기 위한 한 일반적인 처치는 이산화탄소 레이저를 이용하는 레이저 박피술이다. 다른 기술은, 피부의 최상층을 박피하지 않고, 대신에 심투 레이저(a deep-penetrating laser)를 사용하여 외부 상피층 하부의 피부층을 치료하고, 보다 젊은 외모를 제공하기 위해 피부를 타이트하게 하여 주름을 감소시키는, 비박피성 레이저 피부 타이트닝(non-ablative laser skin tightening)이다.
레이저 피부 타이트닝 트리트먼트를 위한 이러한 기술에 있어서, 피부 세포를 손상시키거나 죽이지 않고 콜라겐에 전달된 에너지의 양과 깊이를 제어하기는 어렵다. 트리트먼트 펄스의 에너지 대부분은 외부 상피층에서 산란 및 흡수로 인해 허비되고, 이 외부 층을 침투하는데 요구되는 상대적으로 높은 펄스 에너지는 고통과 표피의 손상을 초래할 수 있다.
일부 피부 타이트닝 기술은 레이저 광원에 접속된 광섬유를 포함하는 중공 튜브형 캐뉼러를 사용하는 것을 포함한다. 캐뉼러는 섬유의 단부가 피부 하부의 조직 내에 위치되도록, 환자의 피하에 삽입될 수 있다. 광원은 트리트먼트 출력, 예컨대 섬유에 의해 피부로 운반되고, 트리트먼트 영역 내에서 콜라겐 수축을 일으켜 피부를 타이트하게 하는, 출력 펄스를 방사한다.
또한 개인의 건강이나 외형을 향상시키기 위해, 환자는 그들 신체 부위에서 바람직하지 않은 조직을 제거하기 위해 수술적인 방법을 의지해왔다. 예컨대, 지방 조직을 제거하기 위해, 열정적인 다이어트와 운동에도 불구하고, 일부의 환자들은 특히 특정 부위의 지방을 뺄 수 없기 때문에, 일부의 환자들은 흡인 메커니즘에 의해 지방을 제거하는 처치인 지방흡입술(liposuction)을 선호해왔다. 이와 달리, 레이저 또는 다른 광원은 조직을 가열, 제거, 파괴(예컨대, 죽임), 광응고(photocoagulation), 근절 또는 다른 치료(이후에는 "치료" 또는 "트리트먼트"로 공동으로 참조됨)에 적용되었다.
상술한 바를 포함하는 응용분야에 있어서, 종종 특정 위치, 예컨대 수술 필드 내의 한 위치의 온도를 실시간으로 모니터하는 것이 바람직하다. 이러한 모니터링은 예컨대 과열로 인해 손상된 피부 또는 다른 조직을 보호할 수 있다.
본 발명자들은, 예컨대 에너지가 표피 조직 내로 쌓여 조직 온도를 상승시키는 레이저 수술 또는 임의의 다른 처치/수술인, 열 수술 처치 중에, 열 중앙수술부 및 IR 센서가 핸즈프리 표면 온도 모니터링 및/또는 피드백을 의사에게 제공할 수 있다는 것을 깨달았다. 다양한 실시예들은, 예컨대 레이저, 무선주파수(RF), 음향 또는 다른 적절한 에너지원을 채택하는 수술 시스템을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 열 수술 처치를 모니터링하기 위한 장치는, 열 수술 트리트먼트를 받고 있는 적어도 일부의 수술 필드 내의 복수 위치에서의 온도를 모니터링하고, 모니터링에 기초하여 일련의 열 이미지를 생성하는 열 카메라를 포함한다. 상기 장치는 열 이미지를 처리하기 위한 프로세서와, 복수 위치에서의 온도를 나타내는 일련의 디스플레이 이미지를 실시간으로 표시하기 위한 디스플레이를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 복수 위치에서의 온도를 나타내는 디스플레이 이미지는 의사 색채 이미지(false color image)를 포함한다. 일부 실시예에서, 열 카메라는 적외선 카메라이다. 일부 실시예에서, 열 카메라는 초당 약 30프레임 이상의 속도로 일련의 열 이미지를 생성한다. 일부 실시예에서, 디스플레이는 초당 약 30프레임 이상의 속도로 일련의 디스플레이 이미지를 표시한다.
일부 실시예에서, 열 수술 처치를 모니터링하기 위한 장치는 적어도 일부의 수술 필드를 모니터링하기 위한 비디오 카메라를 더 포함하며, 디스플레이는 상기 일부의 수술 필드의 비디오 이미지를 실시간으로 표시하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 열 수술 처치를 모니터링하기 위한 장치는 열 이미지를 비디오 이미지와 중첩시키도록 구성된 프로세서를 더 포함하며, 디스플레이 이미지는 중첩된 이미지를 포함한다.
일부 실시예에서, 열 카메라의 시야 범위는 비디오 카메라의 시야 범위와 실질적으로 중복된다.
일부 실시예에서, 열 수술 처치를 모니터링하기 위한 장치는 적외 스펙트럼 내의 수술 필드로부터의 광을 열 카메라로 선택적으로 안내하고, 가시 스펙트럼 내의 수술 필드로부터의 광을 비디오 카메라로 선택적으로 안내하는 광학 소자를 더 포함한다. 일부 실시예에서, 열 카메라와 비디오 카메라 중 하나 이상은 오토포커스를 포함한다. 일부 실시예에서, 열 수술 처치를 모니터링하기 위한 장치는 수술 필드의 선택된 부분을 모니터하도록 열 카메라를 조종하기 위한 서보 유닛을 더 포함한다.
일부 실시예에서, 열 수술 처치를 모니터링하기 위한 장치는 수술 필드의 선택된 부분을 조명하는 인디케이터를 더 포함하며, 서보 유닛은 조명된 부분을 추적하여 선택된 부분을 모니터하기 위해 열 카메라를 조종하도록 구성된 트래킹 유닛을 포함한다.
일부 실시예에서, 프로세서는 열 이미지에 기초하여 일부의 수술 필드에 대한 온도 정보를 결정한다. 일부 실시예에서, 프로세서는 레이저 수술 디바이스에 결합되고 상기 온도 정보에 기초하여 레이저 수술 디바이스의 작동을 제어하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 프로세서는, 열 이미지를 처리하고, 복수 위치에서의 온도를 나타내는 정보를 결정하고, 복수 위치에서의 온도를 나타내는 정보를 선택된 마스터 역치 온도와 비교하고, 임의의 복수 위치에서의 온도가 선택된 마스터 역치 온도를 초과하면 마스터 알람을 생성하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 프로세서는 레이저 수술 디바이스에 결합되고, 마스터 알람에 반응하여 레이저 수술 디바이스의 작동을 제어하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 프로세서는, 열 이미지를 처리하고 복수 위치의 서브세트에서의 온도를 나타내는 정보를 결정하고, 복수 위치의 서브세트에서의 온도를 나타내는 정보를 선택된 온도 범위와 비교하고, 복수 위치의 임의의 서브세트에서의 온도가 선택된 범위 밖에 있으면 범위 알람(range alarm)을 생성하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 프로세서는 레이저 수술 디바이스에 결합되고, 범위 알람에 반응하여 레이저 수술 디바이스의 작동을 제어하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 프로세서는 열 이미지를 처리하고 복수 위치에서의 온도의 변화율을 나타내는 정보를 결정하고, 복수 위치에서의 온도를 나타내는 정보를 선택된 세컨더리 역치 온도와 비교하고, 복수 위치에서의 온도의 변화율을 나타내는 정보를 선택된 역치율(threshold rate)과 비교하고, 복수 위치 중 임의의 한 위치에서 온도가 세컨더리 역치를 초과하고 온도 변화율이 역치율을 초과하면 알람율을 생성하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 프로세서는 레이저 수술 디바이스에 결합되고, 알람율에 반응하여 레이저 수술 디바이스의 작동을 제어하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 디스플레이는 비디오 모니터, 플랫 패널 모니터, 헤드업 디스플레이(heads up display) 및 가상 현실 디스플레이로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함한다.
일부 실시예에서, 열 수술 처지를 모니터링하기 위한 방법이 한정되며, 열 수술 트리트먼트를 받고 있는 적어도 일부의 수술 필드 내에 복수 위치에서의 온도를 모니터하기 위해 열 카메라를 사용하고, 모니터링에 기초하여 일련의 열 이미지를 생성하는 단계와, 일련의 열 이미지에 기초하여 복수 위치에서의 온도를 나타내는 일련의 디스플레이 이미지를 실시간으로 표시하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 복수 위치에서의 온도를 나타내는 일련의 디스플레이 이미지를 실시간으로 표시하는 단계는 의사 색채 이미지를 표시하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 적어도 일부의 수술 필드를 모니터하기 위해 비디오 카메라를 사용하는 단계와, 일부의 수술 필드의 비디오 이미지를 실시간으로 표시하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예에서, 상기 방법은 열 이미지를 비디오 이미지와 중첩시키도록 열 이미지 및 비디오 이미지를 처리하는 단계와, 중첩된 이미지에 대응하는 디스플레이 이미지를 표시하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 열 이미지에 기초하여 일부의 수술 필드에 대한 온도 정보를 결정하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예에서, 상기 방법은 온도 정보에 기초하여 레이저 수술 디바이스의 작동을 제어하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 열 이미지를 처리하여 복수 위치에서의 온도를 나타내는 정보를 결정하는 단계와, 복수 위치에서의 온도를 나타내는 정보를 선택된 마스터 역치 온도와 비교하는 단계와, 임의의 복수 위치에서의 온도가 선택된 마스터 역치 온도를 초과하면 마스터 알람을 생성하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 열 이미지를 처리하여 복수 위치의 서브세트에서의 온도를 나타내는 정보를 결정하는 단계와, 복수 위치의 서브세트에서의 온도를 나타내는 정보를 선택된 온도 범위와 비교하는 단계와, 복수 위치의 임의의 서브세트에서의 온도가 선택된 범위 밖에 있으면 범위 알람을 생성하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 열 이미지를 처리하여 복수 위치에서의 온도 변화율을 나타내는 정보를 결정하는 단계와, 복수 위치에서의 온도를 나타내는 정보를 선택된 세컨더리 역치 온도와 비교하는 단계와, 복수 위치에서의 온도 변화율을 나타내는 정보를 선택된 역치율과 비교하는 단계와, 복수 위치 중 임의의 한 위치에서 온도가 세컨더리 역치를 초과하고 온도 변화율이 역치율을 초과하면 알람율을 생성하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 수술 필드 내에서 관심있는 영역을 식별하는 인디케이터를 제공하는 단계와, 인디케이터의 위치를 추적하는 단계와, 관심있는 영역을 모니터하기 위해 열 카메라를 조정하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 표면에서의 온도를 모니터링하기 위한 장치는, 표면 영역의 온도를 원격으로 감지하기 위한 온도 센서와, 상기 영역에 인접하는 표면의 일부를 조명하기 위한 광원과, 온도 센서에 의해 감지된 영역의 온도를 나타내는 정보를 제공하기 위한 인디케이터를 포함한다.
일부 실시예에서, 표면에서의 온도를 모니터링하기 위한 장치는 사용자에 의해 착용되도록 구성된 헤드피스를 더 포함하고, 온도 센서, 광원 및 인디케이터가 헤드피스와 통합된다. 일부 실시예에서, 헤드피스는 안경류(eyewear)이고, 광원이 안경류의 착용자의 시야 범위 내의 표면의 일부를 조명하도록 위치된다. 일부 실시예에서, 안경류는 코다리(nose bridge)를 포함하고, 광원 및 온도 센서는 코다리에 장착된다.
일부 실시예에서, 인디케이터는 광원을 변조하는 변조기를 포함하고, 상기 변조기는 온도 센서에 의해 감지된 온도에 의존하는 하나 이상의 변조 특성을 갖는다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 변조 특성은 변조율 및 변조 듀티 사이클로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
일부 실시예에서, 인디케이터는 온도 센서에 의해 감지된 온도에 의존하는 하나 이상의 특성을 갖는 가청 음조(audible tone)를 생성하도록 구성된 음원(tone generator)을 포함한다. 하나 이상의 특성은 주파수, 변조율, 변조 듀티 사이클, 볼륨으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함한다. 일부 실시예에서, 인디케이터는 온도 센서에 의해 감지된 온도에 의존하는 비주얼 디스플레이를 포함한다. 일부 실시예에서, 비주얼 디스플레이는 헤드피스에 위치된 디지털 디스플레이를 포함한다.
일부 실시예에서, 표면에서의 온도를 모니터링하기 위한 장치는, 헤드피스의 공간 방위(spatial orientation)를 나타내는 정보를 감지하기 위한 센서와, 헤드피스의 공간 방위를 나타내는 정보에 기초하여 광원의 출력을 제어하도록 구성된 제어기를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 표면에서의 온도를 모니터링하기 위한 장치는, 센서에 의해 감지된 온도를 선택된 역치 온도와 비교하고, 상기 비교를 기초로 하여 알람을 생성하도록 구성된 모니터 유닛을 더 포함한다. 일부 실시예에서, 표면에서의 온도를 모니터링하기 위한 장치는 선택된 역치 온도를 조정하기 위해 모니터 유닛과 통신하는 제어기를 더 포함한다. 일부 실시예에서, 제어기는 헤드피스와 통합된다.
일부 실시예에서, 알람은 가청 알람 지시와 비주얼 알람 지시로 이루어진 군으로부터 선택된다. 일부 실시예에서, 모니터 유닛은 열 수술 디바이스와 통신하여 감지된 온도를 기초로 상기 디바이스를 제어한다. 일부 실시예에서, 모니터 유닛은, 감지된 온도가 선택된 역치 온도보다 크면 열 수술 디바이스의 작동을 억제하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 조작자에 의해 수행되는 열 수술 처치 중에 조직 온도를 모니터링하기 위한 방법이 한정되며, 조작자용 헤드웨어를 제공하는 단계를 포함하고, 헤드웨어 자체는 수술 필드 내에서의 표면 영역의 온도를 원격적으로 감지하는 온도 센서와, 수술 필드 내에서의 표면 영역에 인접한 표면의 일부를 조명하기 위한 광원과, 온도 센서에 의해 감지된 영역의 온도를 나타내는 정보를 제공하기 위한 인디케이터를 포함한다. 상기 방법은 수술 필드 내에서의 관심있는 영역을 조명하기 위해 광원을 조정하는 단계와, 관심있는 영역의 온도를 원격적으로 감지하기 위해 온도 센서를 사용하는 단계와, 상기 영역의 온도를 나타내는 정보를 제공하기 위해 인디케이터를 사용하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 광원을 변조하는 단계를 더 포함하고, 변조는 관심있는 영역의 감지된 온도에 의존하는 하나 이상의 변조 특성을 갖는다. 일부 실시예에서, 상기 방법은 관심있는 영역의 감지된 온도를 선택된 역치 온도와 비교하는 단계와, 상기 비교에 기초하여 알람을 제공하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예에서, 상기 방법은 관심있는 영역의 감지된 온도에 기초하여 열 수술 디바이스의 작동을 제어하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 전술한 목적과 다른 목적, 특징 및 이점은 본 발명의 양호한 실시예의 다음의 보다 특별한 설명으로부터 명백할 것이며, 첨부 도면에서 도시된 바와 같이 동일 도면부호는 다른 도면을 통해 동일 부품을 지시한다. 도면은 일정 비율로 그릴 필요는 없고, 대신에 본 발명의 원리를 설명하는데 강조점을 둔다.
본 발명은, 에너지가 표피 조직 내로 쌓여 조직 온도를 상승시키는 레이저 수술 또는 임의의 다른 처치/수술인, 열 수술 처치 중에, 열 중앙수술부 및 IR 센서가 핸즈프리 표면 온도 모니터링 및/또는 피드백을 의사에게 제공할 수 있다.
도 1은 열 수술 모니터링 시스템을 도시한다.
도 2는 조정 가능한 기둥에 장착된 레이저 트리트먼트 기구와 중앙수술부 열 카메라를 구비한 열 수술 모니터링 시스템을 도시한다.
도 2a는 휴대용 스테이션에 장착된 레이저 트리트먼트 기구와 중앙수술부 열 카메라를 구비한 열 수술 모니터링 시스템을 도시한다.
도 3은 비디오 카메라로 취한 트리트먼트 사이트(treatment site)의 비디오 이미지의 디스플레이 상으로 중첩된, 중앙수술부 열 카메라로 취한 열 이미지의 디스플레이를 도시한다.
도 3a는 열 수술 디바이스에 피드백 제어를 갖는 열 수술 모니터링 시스템의 블록선도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 중앙수술부용 휴대용 IR 카메라를 도시한다.
도 5는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 온도 알람 서브시스템의 온도 주파수 컨버터 소자에 대한 블록선도를, 성능 곡선과 함께 도시한다.
도 6은 온도 알람 서브시스템이 본 발명의 양호한 실시예에 따라 기능적인지와 적절히 교정되는지를 확인하는데 사용되는 변조기/알람 시험 회로를 도시한다.
도 7은 안경류에 장착되는 조준 인디케이터와 온도 센서의 배열을 도시한다.
도 8은 보텍스 쿨러(vortex cooler) 및 선택형 분무기(optional nebulizer)를 사용하는 광학 전달 조립체를 구비한 레이저 핸드피스의 외관도이다.
도 9는 상기 레이저 핸드피스의 내부도이다.
도 1은 열 수술 모니터링 시스템(100)을 도시한다. 의사는 수술 필드(101) 내에서 열 수술 처치를 수행한다. 도시된 실시예에서, 레이저(125)에 의해 생성된 레이저 광은 핸드피스(126)를 통해 수술 필드(101) 내의 조직으로 안내된다. 핸드피스(126)는 수술 필드(126) 내에 위치된 절개부를 통해 환자 속으로 삽입하기 위한 캐뉼러를 포함한다. 캐뉼러는 레이저(125)로부터의 레이저 광을 치료될 조직으로 전달하는 도파관, 예컨대 광 섬유를 포함한다. 따라서, 레이저(125)는, 지방분해(lypolysis)용으로 또는 다른 이러한 응용분야용으로, 예컨대 피부 속의 조직을 치료하여 피부를 타이트하게 하는데 사용될 수 있다.
시스템(100)은, 일부 실시예에서, 수술 사이트(surgical site) 위의 천장(110)에 장착되는 열 카메라(105)(예컨대, 열 카메라)에 의해 수술 필드(101) 내의 위치들에서의 온도를 측정한다. 전형적으로 적당한 열 카메라는, 양호한 해상도 및 넓은 시야 범위를 산출하는, 오리건주 윌슨빌 소재의 FLIR에 의해 제조된 서마캠45 인프라레드 카메라(ThermaCam45 Infrared Camera)와 같은 고해상도 적외선(IR) 카메라이다.
디스플레이(115)(예컨대 LCD 화면)는, 예컨대 디스플레이(115)에 나타낸 의사 색채 등온 맵(false color isotherm map) 형태의 실시간 표면 온도 정보가 수술 중인 의사에게 이용 가능하도록, 의사(120)에게 편리한 시야 내에 위치된다. 의사는, 예컨대 치료된 조직 또는 조직들에 있어서 원하는 온도 상승이 달성되도록, 조직 또는 치료될 조직에 있어서 수술 필드(101) 내에서 에너지의 퇴적을 제어하기 위해 실시간 표면 온도 정보를 사용할 수 있다.
일부 실시예에서, 열 카메라(105)는 오토포커스(106)를 포함한다. 전형적인 응용분야에서, 예컨대 수술 필드(101)의 무균성(sterility) 및 열 카메라(105)의 접근성에 대한 실제적인 어려움들이, 핸즈프리 수술을 허용하는 그런 특징을 바람직하게 하였다. 일부 실시예에서, 열 카메라(105)는 예컨대 줌 레버(zoom lever)와 같은 수동식 포커스 제어를 포함한다. 이러한 제어는 무균 주머니(130)에 의해 덮여질 수 있다. 일부 실시예에서, 열 카메라(105)는 완전 수술 작업 범위를 포함하는 미리 설정된 필드 깊이를 갖고, 오토포커스 특징부(106)에 대한 필요를 감소시키거나 제거한다.
일부 실시예에서, 열 카메라(105)의 장착 위치는 한 세트의 천장 장착 수술용 조명등의 일부 또는 이에 인접한 수술 아레나(surgical arena) 상부이다. 예로서, 카메라는 기존의 수술실(OR) 라이트 붐에 장착하기에 충분히 가벼울 수 있다. 일부 실시예에서, 천장 장착 카메라 붐은 열 카메라(105)를 수술 필드(101)에 매우 밀접하게 배치하지만, 의사의 진로 밖에 배치한다. 여러 실시예에서, 디스플레이(115)는 천장 붐에 장착될 수도 있다. 일부 실시예에서, 디스플레이(115)는 트리트먼트 레이저(125)의 상부에 장착될 수 있다.
여러 실시예에서, 광각 또는 표준 렌즈는, 예컨대 3 내지 6피트(0.9144 내지 1.8288미터)의 작업 거리에서 사람의 복부를 대략 프레이밍(framing)하는, 전형적인 수술용 응용분야에 대한 적절한 시야를 제공하는데 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 온도 측정 정밀도는 대략 ±2℃이 될 수 있고, ±2℃로 1시간을 초과하는 온도 드리프트(temperature drift)를 갖는다. 일부 실시예는, 예컨대 약 매분 작동하는 교정 셔터(calibration shutter)를 특징으로 할 수 있다. 일부 실시예에서는 교정이 덜 빈번할수록 당면한 특별 응용분야에 보다 적당하다는 것을 특징으로 할 수 있다.
전형적인 열 수술 응용분야에서, 피부 유형의 불균등성, 순환/확장, 피부 두께, 섬유화 조직(fibrotic tissue), 해부학적 구조에 대한 수술 기구의 기하학적 형상, 및 수술 기술과 같이 수술에 있어서 많은 제어할 수 없는 변동들이 전부 주어진 에너지 입력에 대해 얻어진 온도 상승에 영향을 끼치기 때문에, 실시간 표면 온도 정보의 제공이 중요하다. 이러한 이유로, 시스템(100)은 트리트먼트 처치를 수행하는 의사에 의해 "피드백"으로서 사용될 수 있는 실시간 표면 온도 정보를 제공한다. 표면 온도를 직접 모니터링함으로써, 트리트먼트는 안전과 효력에 대해 개선되거나 최적화될 수 있다. 일부 실시예에서, 의사는 표시된 온도 정보에 기초하여 자신의 행동을 수동으로 조정한다(예컨대, 적용된 복용량을 조정함으로써). 이하에 상세히 논의되는 바와 같이, 일부 실시예에서, 시스템(100)에 의해 측정된 온도 정보는 처리되어 의사에게 경고를 제공하고 및/또는 레이저(125)를 제어하는데 사용될 수 있다[예컨대, 수술 필드(101) 내에서의 높은 온도의 "열점(hot spot)"이 출현한 경우에 레이저 시스템을 차단함].
도 2는, 열 카메라(105)가 레이저(125)에 연결된 조정 가능한 막대(210)에 장착되는 시스템(100)의 실시예를 도시한다. 이러한 장착은 수술 무균 필드에 관한 사안과 수술실 설치 비용을 줄이거나 제거할 수 있다. 일부 실시예에서, 열 카메라(105)는 레이저(125) 상의 터치스크린 디스플레이(117)로부터 직접 제어될 수 있다(예컨대, 켜기/끄기). 이러한 구성에 있어서, 레이저(125) 및 시스템(100)은, 레이저(125)용 일체 완비된 배선 위에 및 너머에 어떤 외부 배선도 요구되지 않도록 통합된다.
도 2a는 휴대용 스테이션(165)에 장착된 레이저 트리트먼트 기구 및 중앙수술부 열 카메라를 구비한 열 수술 모니터링 시스템을 도시한다. 가압멸균 핸들(170)은 열 카메라(105)의 조정을 허용한다. 열 카메라(105) 자체는, 열 카메라(105)가 휴대용 스테이션 피봇 포인트(176)를 중심으로 피봇되도록, 붐(172)과 카운터웨이트(174)에 의해 각각 지지되어 균형이 잡힌다. 휴대용 스테이션(165)의 바닥부는 지지 밸러스트(178) 및 한 세트의 바퀴(179)로 구성되어, 양쪽이 휴대용 스테이션(165)을 안정화시키고 휴대성을 부여한다.
디스플레이(115)는 의사(120)의 대략 눈 높이의 장착 브래킷(180)에 휴대용 스테이션(165)에 연결된다. 열 카메라(105)를 디스플레이(115) 및 레이저(125)에 접속시키고 디스플레이(115)를 레이저(125)에 접속시기 위해 프로세서(180)가 휴대용 스테이션(165)의 배면측에 장착된다.
도 3은 열 카메라(105)에 부가하여 종래의 비디오 카메라(305)(예컨대, 가시 스펙트럼 내에서의 작동)를 특징으로 하는 시스템(100)의 실시예를 도시한다. 이것은 열 카메라(105)로 취한 열 이미지(예컨대, 의사 색채 이미지)와 비디오 카메라로 취한 트리트먼트 사이트의 비디오 이미지의 동시 디스플레이(예컨대, 중첩)를 허용한다. 도시된 바와 같이, 열 카메라(105)는 표준 비디오 카메라(305)에 직각으로 천장(110)에 장착된다. 수술 필드(101)로부터의 광은 빔 분리 광학 기기(306)를 사용하여 열 카메라(105) 및 표준 비디오 카메라(305)에 안내된다. 예컨대, 가시 스펙트럼의 광이 종래의 카메라(305)로 안내되는 동안, IR 스펙트럼의 광은 열 카메라(105)로 선택적으로 안내될 수 있다. 광학 기기(306)는 ZnSe 또는 게르마늄으로 제조되고, 양쪽은 양호한 IR 투과성을 가지며, 양쪽은 가시 파장을 반사하도록 코팅될 수 있다. 가시 완전 색채 스펙트럼(visible full-color spectrum)이 코팅이나 기판 각각에 의해 왜곡되면, 일부 실시예에서 흑백 표준 비디오 이미지가 충분하다.
도시된 바와 같이, 2개의 카메라(105, 305)는 양호하게 수 피트의 작업 범위를 가진 한 세트의 대응된 시야 범위(308)를 가져, 카메라를 리포커스할 필요성을 감소시킨다. 레이저(125)는 시야 범위(308) 내의 목표 조직(309)을 조사한다. 2개의 카메라의 비디오 이미지는 디스플레이(115)에 표시하기 위한 이미지를 결합할 수 있는 프로세서(307)에 의해 처리될 수 있다. 프로세서(307)는 잠재적으로 열점에 대해 한 세트의 실시간 이미지를 결합하여 분석하기 위한 고속 이미지 처리 능력을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 프로세서(307)는 이미지를 처리함으로써 결정되는 정보에 기초하여 레이저(125)를 제어할 수 있다. 일부 실시예에서, 레이저 드라이버(307)에서 레이저(125)로 어떤 연결도 형성되지 않는다. 어떤 연결도 형성되지 않은 경우에 있어서, 레이저 드라이버는 온도와 위치 데이터를 의사에게 제공하고, 온도와 위치 데이터를 디스플레이(115)에 표시한다.
카메라(105, 305)의 특수한 배열이 도시되어 있지만, 다른 배열도 가능하다. 예컨대, 일부 실시예는 열 카메라(105)에 인접하여 동조식으로 즉시 정렬되는 예컨대 표준 비디오 카메라(가시 스펙트럼)를 사용하는 입체경 버전(stereoscopic version)을 특징으로 할 수 있다. 일부 실시예에서, 표준 비디오 카메라(305) 및 열 카메라(105) 양쪽이 동일 시야 범위를 갖는다.
일부 실시예에서, 비디오 카메라(305)로부터의 이미지는 열 카메라(105)로부터의 이미지와 중첩되는 디스플레이(115)에 표시될 수 있다. 예컨대, 일부 실시예에서, 열 카메라(105)로부터의 이미지는 표준 비디오 카메라(305)로부터의 이미지 위에 중첩된 의사 색채의 투명층이 될 수 있다. 이러한 방식으로, 한 세트의 열점섬(hot spot island)은 열점들이 위치되는 곳을 식별하기 위해 다른 표시(예컨대, 시야 범위 내에 배치된 따뜻하거나 찬 캐뉼러)를 사용할 필요없이 대응하는 해부학적 트리트먼트 영역에 즉시 연결될 수 있다.
후술하는 바와 같이 일부 실시예에서, 표준 비디오 카메라(305)로부터의 이미지 위에 열 카메라(105)로부터 중첩된 이미지는, 한 세트의 트리트먼트 사이트 표면 온도의 함수로서 레이저 파워 레벨을 결정하기 위해 레이저 드라이버(307)로 데이터를 제공한다. 한 세트의 트리트먼트 사이트 표면 온도에 기초하여 레이저(125)를 제어하는 것은 안정성과 효율을 향상시킬 수 있다.
여러 실시예에서, 다른 디스플레이 장치들이 사용될 수 있다. 일부 응용분야에서 표준 비디오 카메라(305)로부터의 이미지 및 열 카메라(105)로부터의 이미지는 나란히 표시될 수 있고, 일부 응용분야에서 표준 비디오 카메라(305)로부터의 이미지 및 열 카메라(105)로부터의 이미지는 스크린-인-스크린 포맷(screen-in-screen format)을 사용하여 표시될 수 있다.
다른 실시예에서, 디스플레이(115)는 가상 현실 이미지 프로젝션 디스플레이이다. 이러한 디스플레이는 통상적으로 입수 가능하고 저렴하다. 일부 실시예에서, 가상 현실 이미지 프로젝션용 열 데이터는 목표 조직(309)의 3D 프로젝션 상으로 중첩된 3차원(3D) 프로젝션이다. 다른 실시예에서, 디스플레이(115)는 열 카메라로부터의 한 세트의 이미지를 의사의 시야 범위의 목표 조직(309) 상으로 직접 중첩시키기 위해 사용되는 헤드업 디스플레이(HUD)이다. HUD용 초점 거리는 의사(120)의 눈으로부터 목표 조직(309)까지의 거리로 대략 설정될 수 있다.
일부 실시예에서, 열 카메라(105) 및 표준 비디오 카메라(305) 양쪽을 지지하는 서보 구동 스테레오 카메라 조립체(310)는 목표 조직(309)의 자동 추적 및 오토포커스를 허용한다. 예컨대 스테레오 카메라 조립체는, 열 카메라가 10 내지 15cm 직경의 시야 범위(308)를 갖는 목표 조직에 포커스되도록, 레이저(125)로부터 안내되는 조준 빔(aim beam)과 위치를 추적할 수 있다. 내부에 사용되는 수술용 디바이스를 특징으로 하는 실시예에서(예컨대, 상술한 광섬유를 구비한 캐뉼러), 조준 빔은 조직을 통해 비추고 환자 피부의 외측에 조명의 가시적인 표시를 제공하는데 충분한 강도로 사용될 수 있다. 조준 빔을 추적하고 대응 트리트먼트 영역을 자동적으로 포커싱을 함으로써, 시스템(100)은 보다 고해상도 열 데이터를 제공하고 수술중앙부에서 보다 용이하게 사용된다.
상기에 기술한 바와 같이, 여러 실시예에서, 열 카메라로부터 취한 열 데이터의 처리는 열 이미지로부터 추출된 온도 정보에 기초하여, 많은 유형의 알람, 역치 및/또는 수술용 디바이스[예컨대, 레이저(125)]의 자동 제어를 허용한다. 예컨대, 도 3a를 참조하면, 열 카메라(105)로부터의 열 이미지와 선택적으로 비디오 카메라(305)로부터의 비디오 이미지는 프로세서(307)로 보내진다. 프로세서(307)는 열 카메라의 시야 범위 내의 일부의 수술 필드(101)에 대한 온도 정보를 결정하기 위해 이미지를 처리한다. 예컨대, 프로세서는 시야 범위 내의 모든 위치(또는 그 서브세트)에서의 온도 및/또는 변화를 급히 실시간으로 결정할 수 있다.
프로세서는 온도 정보를 분석하여 알람이나 다른 지시를 의사에게 제공한다. 예컨대, 여전히 도 3a를 참조하면, 프로세서(307)는 디스플레이(115)와 통신을 하고, 분석된 온도 정보에 기초하여 디스플레이 상에 정보나 알람 지시를 표시할 수 있다. 예컨대, 선택된 역치 이상의 온도를 갖는 시야 범위 내의 "열점" 위치를 강조하는 가시적인 지시들이 디스플레이에 제공될 수 있다. 프로세서(307)는 또한 별도의 알람 유닛(312)과 통신할 수도 있다. 알람 유닛(312)은 가시적인 알람 지시(예컨대, 번쩍이는 불빛), 가청적인 알람 지시(예컨대, 버저 또는 음원), 또는 다른 적절한 지시를 제공할 수 있다.
프로세서(307)는 또한 분석된 온도 정보에 기초하여 레이저(125)를 제어할 수 있다. 예컨대, 프로세서는 하나 이상의 열점의 존재가 탐지되면 레이저를 차단하도록 프로그램될 수도 있다. 프로세서는 일반적으로 분석된 온도 데이터에 기초하여 임의의 레이저 상태(예컨대, 파장, 펄스 레이트, 강도 등)를 제어할 수 있다. 일부 실시예에서, 프로세서(307)는 예컨대 가속도, 속도 또는 핸드피스(126)에 위치된 위치 센서, 핸드피스(126)에 위치된 열 센서, 핸드피스(126)에 위치된 조직 유형 센서 등으로부터 다른 입력들을 수신할 수 있다. 프로세서(307)는 열 카메라로부터의 온도 정보와 디스플레이 정보에 관련한 이들 센서 입력으로부터의 정보를 분석하여, 알람을 제공하고, 및/또는 분석에 기초하여 레이저(125)를 제어할 수 있다.
예컨대, 일부 실시예에서, 레이저(125)는 목표 조직(309)에 인가된 레이저 파워를 자동적으로 자체 제한하도록 프로세서(307)에 의해 조종될 수 있다. 레이저 드라이버(307)는 시야 범위(308) 내에서의 선택된 표면 섹터 온도를 달성하기 위해 레이저(125) 파워를 자동적으로 조정한다. 이로써 의사(120)는 예컨대 트리트먼트 빔을 조준하고 또는 단순히 수술용 도파관을 선택된 트리트먼트 섹터 내로 배치하고 풋스위치(foot switch)를 답입함으로써 트리트먼트 영역을 선택할 수 있다. 이러한 일부 실시예에서, 시스템은 또한 의사(120)가 레이저(125)를 직접 제어하는 수동 모드로 선택적으로 배치될 수도 있다.
다음은 다양한 열 수술 설정에 유용한 다수의 전형적인 알람 설정을 설명한다.
일부 실시예는 열 카메라 시야 범위 내의 임의의 포인트에서 역치, 예컨대 48℃를 초과할 때 알람이 발생하는 마스터 알람을 특징으로 할 수 있다. 일부 실시예에서, 알람은 사용자가 선택 가능하지 않다(즉, 배선으로 형성). 수술용 도파관이 조직의 안팎으로 삽탈될 때, 캐뉼러(207) 내에서 미끌어지는 수술용 도파관(208)의 결과인 뜨거운 캐뉼러(207)의 결과로서, 역치가 초과될 가능성이 있다. 일부 실시예에서, 뜨거운 캐뉼러(207)로부터 유래된 의사 알람(false alarm)은 열 카메라 시야 범위 내의 포인트들을 평가함으로써 감소되거나 제거될 수 있고, 알람을 유발하지 않는 국지적 열점을 허용할 수 있다.
일부 실시예는 열 카메라 시야 범위 내의 임의의 포인트에서 역치, 예컨대 45℃를 초과할 때와, 급속한 온도 변화율(△T)이 열 카메라 시야 범위 내에서 탐지되었을 때, 알람이 발생하는 "신속 알람"을 특징으로 한다. 일부 실시예에서, 신속 알람은 사용자가 선택 가능하지 않다. 일부 실시예에서, △T는 대략 0.2℃/분이고, 0.2℃/분 차수의 △T는 절개 사이트(incision site)로부터 한 세트의 더운 유체의 유출을 탐지할 수 있다. 게다가, 0.2℃/분 차수의 △T는, 딥 조직(deep tissue)이 고해상도 IR 비디오 이미지로 빠르게 나타낼 수 있으므로, 과도한 내부딥 조직 온도의 간접 지시를 줄 수 있다. 일부 실시예에서, 마스터 알람보다 신속 알람에 대해 보다 보수적인 역치가 선택된다.
일부 실시예는 국부 트리트먼트 존 하이/로우 알람(local treatment zone High/Low alarm)을 특징으로 하며, 여기서 한 세트의 트리트먼트 존 하이/로우 알람 역치는 조정가능한 역치이다. 일 실시예에서, 예컨대, 트리트먼트 존 하이/로우 알람 역치는 39℃ 및 42℃로 각각 설정된다. 일부 실시예에서, 트리트먼트 존 하이/로우 알람은 소프트 가청 음조를 수반한다. 트리트먼트 존 역치의 결정을 위해 데이터를 선택하는 2가지 방법은, 전체 열 카메라 시야 범위를 선택하는 방법과, 시야 범위의 서브세트, 예컨대 조준 빔에 가까운 10cm 직경의 영역, 또는 트리트먼트를 위한 목표 영역을 나타내는 다른 인디케이터를 선택하는 방법을 포함한다.
일부 실시예에서, 열 카메라(105)의 동적 범위는 주어진 수술 응용분야에 대한 기대 온도 범위에 대응하여 조정될 수 있다. 예컨대, 일부 실시예에서, 디스플레이(115)는 수술 필드(101) 내의 트리트먼트 영역과 수술 환경을 표시한다. 이러한 실시예에서, 수술 환경과 트리트먼트 영역 내의 기대 최대 안전 조직 온도 사이의 온도 범위는 10℃ 내지 80℃가 될 수 있다. 예로서, 전형적인 레이저 지방분해 트리트먼트는 일부 응용분야에 대해 대략 20℃ 내지 45℃의 범위를 요구할 수 있다. 카메라의 동적 범위를 기대 온도 범위로 재단함으로써, 비용 및 처리 시간 감소를 얻을 수 있다.
일부 실시예에서, 열 카메라의 소프트웨어 특징 세트는 제한될 수 있다. 예컨대, 일부 실시예에서 카메라는 "온/오프(ON/OFF)" 제어를 제공하지 않고, 의사 색채 이미지를 표시하지 않고, 3개의 용이하게 설정되는 온도 범위에 대해 오직 1개만 가질 수 있다.
도 4는 중앙수술부용 휴대용 열 센서 디바이스(400)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 디바이스(400)는 수술 작업 범위 내의 표면을 편리한 핸즈프리 온도 모니터링을 제공한다. 디바이스는 조준 인디케이터(405), 예컨대 적색 635nm 레이저 다이오드, 및 적외선 온도 센서(410)를, 안경(421)의 프레임 또는 다른 적절한 헤드셋에 통합한다. 조준 인디케이터(405)로부터 방사하는 조준 빔(406)은 IR 센서(410)에 대한 목표 표면(415) 상의 샘플링 포인트를 조명한다. IR 센서는 조준 빔 샘플링 포인트 주변의 근처 영역에 대응하는 온도를 제공한다.
일부 실시예에서, 안경(421) 또는 헤드셋 상의 역치 조정부(420)는, 지시된 영역의 온도가 안전 한계 이상 상승하면 알람이 울릴 수 있는 한계를 사용자가 설정하도록 허용한다. 일부 실시예에서, 조준 빔은 주어진 온도에 대해 느리고 안정적인 깜박임율(blinking rate)로 펄스 변조되며, 예컨대 50% 듀티 사이클에서 1Hz 신호가 35℃의 온도를 지시할 수 있다. 온도가 상승함에 따라, 주파수는 증가할 수 있으며, 예컨대 50% 듀티 사이클에서 5Hz 신호가 40℃의 온도를 지시할 수 있다. 일부 실시예에서, 펄스 변조율(pulse modulation rate)은 알람 역치 설정 포인트에서 거의 균일 빔까지 상승한다.
도 5는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 온도 알람 서브시스템의 블록선도를 도시한다. 도 5에 도시된 전형적인 온도 알람 서브시스템 회로(501)는 상술한 바와 같이 트리트먼트 조직(309)의 온도의 함수로서 조준 빔(406) 펄스 변조 주파수 및 듀티 사이클을 제어할 수 있다. 또한, 펄스 변조 주파수(502) 및 듀티 사이클(503) 대 트리트먼트 조직(309)의 측정된 온도(504)의 한 전형적인 세트의 도면이 도 5에 제시된다.
IR 온도 센서(410)로부터의 신호는, 온도 센서 제어(521) 및 온도 주파수 컨버터(522)를 포함하는, 마이크로프로세서(520)에 전달된다. 일부 실시예에서, 온도 센서 제어(521)는 측정된 온도(504)를 측정된 온도(504)의 디지털 수량적 데이터 표시(523)로 변환한다. 디지털 수량적 데이터 표시(523) 데이터는, 예컨대 3자리수 디지털 디스플레이가 될 수 있는 온도 디스플레이(530) 상에 표시될 수 있다.
디지털 수량적 데이터 표시(523) 및 디지털 오프셋(524)은, 측정된 온도(504)의 디지털 수량적 데이터 표시(523)를 측정된 온도(504)에 의존하는 주파수 및 듀티 사이클을 갖는 디지털 펄스 신호(540)로 변환하는, 온도 주파수 컨버터(522)로 입력한다. 디지털 펄스 신호(540)는 입력 트랜지스터(545)를 조준 빔(406)으로 구동하고, 그럼으로써 조준 빔 레이저 다이오드(546)를 켜고 끌 수 있다. 여러 실시예에서, 상술한 처리의 일부 또는 전부가 마이크로프로세서(520)에서 일어날 수 있다.
여러 실시예에서, 본 명세서에서 설명된 유형의 디스플레이 및 온도 감지는, 예컨대 열점(또는 냉점, 또는 다른 온도 특성 등)에 대한 영역을 스캐닝하는 저럼하고 편리한 방법을 사용하기를 원하는, 여러 장치들에 합체될 수 있다. 예컨대, 여러 실시예들은, 예컨대 상술한 유형의 레이저 지방흡입술 처치 중에 피부 온도를 추적하는 편리한 수단을 성형외과 의사에게 제공할 수 있다.
레이저 지방흡입술 핸드피스로부터의 트리트먼트 빔이 표면에 보다 가까워짐에 따라, 바람직하지 않은 결과(예컨대, 피부를 태움)에 대한 가능성이 더욱 개연성 있게 된다. 의사가 (예컨대, 상술한 바와 같이 열 카메라 이미지에 의해 제공되는) 영역의 온도 맵에 접속하면, 열점이 빠르게 식별될 수 있어 레이저가 정지되거나 냉각이 적용될 수 있다. 그러나 일부 응용분야에 대해서는, 이러한 카메라는 비싸고, 의사용 장비로의 통합이 곤란할 수 있다.
레이저 지방흡입술의 응용분야에 대해서는, 의사는 전형적으로 보호 안경류를 미리 착용해야 하므로, 안경에 감지 및 알람 소자를 추가하는 것이 가능할 뿐 아니라 편리하다. 따라서 많은 응용분야에 대해서, 휴대용 또는 핸즈프리 디바이스(400)는 의사에게 유익을 제공한다. IR 온도 센서(410)는 의사의 눈을 추적하여, 의사의 시야 범위의 방향의 온도를 감지한다.
일부 실시예에서, 몇 가지 다른 미리 설정된 온도 역치가, 예컨대 한 세트의 임계 측정 온도에서 별개 세트의 가청 신호(audible cues)를 제공하도록 선택될 수 있다. 일부 실시예에서, 예컨대 목표 조직(309)은 온도 대역(temperature band) 내에서 유지되어야만 한다. 주어진 실례에 대한 가청 신호의 세트는 펄스 변조 음조(pulse modulate tone)가 될 수 있고, 여기서 음조의 주파수 및 듀티 사이클은 온도 대역의 하단에서 상단까지 변화될 수 있다. 일부 실시예에서, 음조의 주파수는 상수가 될 수 있고, 음조의 듀티 사이클은 온도 밴드 이하의 측정된 온도에 대해 변화될 수 있다. 일부 실시예에서, 음조의 주파수는 상수가 될 수 있고, 음조의 듀티 사이클은 온도 밴드 이상의 측정된 온도에 대해 100%로 설정할 수 있다. 물론, 음조의 주파수, 볼륨 등에 기초하는 신호를 포함하는 임의의 다른 적절한 구성이 가능하다. 상기 기술한 바와 같이, 일부 실시에에서, 신호는 조준 빔의 특성(강도, 파장 등)을 변조함으로써 유사하게 제공될 수 있다.
도 6은 온도 알람 서브시스템이 기능적이고 적절하게 교정된다는 것을 확인하기 위해 사용된 변조기/알람 테스트 회로를 도시한다. 또한 회로는, IR 센서(410)로부터 수신된 신호를 처리하고 조준 빔(406) 및 음원 스피커(610)의 출력을 제어하기 위한 전자 기기(605)를 포함한다. 일부 실시예에서, 변조기/알람 테스트 회로 및 온도 알람 서브시스템에서, 시스템은 전지로 동력이 공급될 수 있으며, 전지는 안경 프레임(421) 또는 헤드셋에 마련된다.
일부 실시예에서, 가속도계 및/또는 자이로스코프(도시되지 않음)는 위치 및 모션 정보를 제공하기 위해 안경 프레임(421) 및 헤드셋에 장착될 수 있다. 일부 실시예에서, 가속도계 및/또는 자이로스코프는 MEMS 제조 디바이스가 될 수 있다.
예컨대, 일부 실시예에서, 위치 및 모션 정보는, 의사의 머리가 아래로 기울어져 있지 않으면 레이저(125)로 전원을 차단하도록 전자 기기(605)를 조종할 수 있다. 그럼으로써, 레이저(125)가 동료의 눈으로 향할 가능성이 감소된다.
어떤 상황에서는, 의사의 머리는 수술 처치 중에 똑바로 세워야만 한다. 따라서, 일부 실시예에서, 트리트먼트가 적용되고 있을 때(예컨대, 레이저 풋스위치가 가압될 때)에만 조준 빔(406)이 방사하도록 트리트먼트 레이저와 안경류 사이에 통신이 있다. 일부 실시예에서, 트리트먼트 레이저(예컨대, IR 트리트먼트 레이저)는 트리트먼트 레이저 빔 상으로 변조된 신호를 통해 IR 온도 센서(410)와 통신하며, 트리트먼트 빔의 일부는 산란되거나 또는 이와 달리 IR 센서로 안내된다(예컨대, 경감되고 실내 산란된 5 내지 40Hz, 1064nm 신호).
일부 실시예에서, 시스템(400)의 기계적 레이아웃은 조준 빔(406)과 온도 센서(410)의 시차 오차(parallax error)를 고려하는 설계를 포함할 것이다. 전형적인 실시예에서, 시차 오차가 감소되거나 최소화되는 양호한 작업 거리가 있다.
예컨대, 도 7은 전형적인 실시예에 대해 IR 온도 센서(410)를 위한 목표 표면(415) 상의 샘플링 포인트 및 조준 빔(406)의 근접성을 도시한다. 센서(410) 및 조준 빔(406)의 광원은 시차 오차를 감소하기 위해 사용자의 눈(710) 사이에 위치된다. 조준 빔(406)은 목표 표면(415)에서 직경이 1 내지 2mm인 스폿(spot)을 생기게 한다. IR 센서(410)의 시야 영역은 10 내지 30인치(25.4 내지 76.2cm)의 작업 거리에서 약 10배의 스폿 사이즈이다. 일부 실시예에서, 센서의 시야 영역은 향상된 해상도를 제공하기 위해 훨씬 더 작을 수 있다. 전형적인 응용분야에서, 전체 작업 거리에서의 양호한 해상도(예컨대, < 2cm 직경)는 사용자가 변조 주파수 및/또는 알람을 신뢰하는데 있어서 중요하다.
일 실시예에서, 측정된 온도(504)의 디지털 수량적 데이터 표시(523)는 안경 프레임(421) 또는 헤드셋의 외측 시야 범위 내에 표시된다. 이러한 디스플레이는 목표 표면(415)에 대한 실제 온도를 결정함에 있어서 어떠한 억측이나 해석을 제거할 수 있다.
온도 측정, 피드백 및/또는 상술한 디스플레이 기술 중 하나 이상이나 임의의 부분은 컴퓨터 하드웨어 또는 소프트웨어, 또는 양쪽의 조합으로 실시될 수 있다. 상기 방법들은 본 명세서에 설명된 방법이나 특징을 따르는 표준 프로그래밍 기술을 사용하여 컴퓨터 프로그램으로 실시될 수 있다. 프로그램 코드는 본 명세서 내에 설명된 기능들을 수행하고 출력 정보를 생성하기 위해 입력 데이터에 적용된다. 출력 정보는 디스플레이 모니터와 같은 하나 이상의 출력 장치에 적용된다. 이러한 프로그램은 컴퓨터 시스템과 통신하는 고레벨 순차적 또는 목적 지향 프로그래밍 언어로 실시될 수 있다. 그러나 프로그램은 필요한 경우 어셈블리어 또는 기계어로 실시될 수 있다. 어떤 경우에 있어서, 언어는 컴파일되거나 인터프리트된 언어가 될 수 있다. 게다가, 프로그램은 미리 프로그램된 전용 집적 회로를 그 목적대로 운영할 수 있다.
각각의 이러한 컴퓨터 프로그램은, 저장 매체 또는 디바이스가 본 명세서에서 설명된 처치를 수행하기 위해 컴퓨터에 의해 판독될 때 컴퓨터를 구성하고 작동하기 위한, 범용 또는 특수 목적의 프로그램 가능한 컴퓨터에 의해 판독 가능한 저장 매체 또는 디바이스(예컨대, ROM 또는 자기 디스크)에 양호하게 저장된다. 또한 컴퓨터 프로그램은 프로그램 실행 중에 캐시 또는 메인 메모리에 존재할 수 있다. 또한 분석 방법은 컴퓨터 프로그램으로 구성된 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체로서 실시될 수 있고, 이렇게 구성된 저장 매체는 본 명세서에서 설명된 기능들을 수행하기 위해 특정하고 미리 정의된 방식으로 컴퓨터를 작동시킨다.
본 발명의 많은 실시예가 설명되었다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 사상과 범위에서 벗어나지 않는 다양한 수정이 실시될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
예컨대, 상기 예시에 있어서 제공된 상기 레이저 광이 트리트먼트용으로 사용되지만, 다른 트리트먼트 광원(예컨대, 섬광등, 발광 다이오드)이 사용될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "광"은, 예컨대 자외선 및 적외선을 포함하는, 가시 스펙트럼 내외 양쪽의 전자기 복사를 포함한다는 것이 이해될 것이다.
본 발명이 그 특정 실시예와 관련되어 설명되었지만, 추가 수정을 할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 게다가, 이 응용분야는, 본 발명이 속하는 이 기술분야의 공지되거나 통례의 실시 내에 속하고 첨부된 청구범위 내에 있는 한, 본 개시물로부터 이러한 일탈을 포함하는 본 발명의 임의의 변경, 용도 또는 개조를 모두 포함하도록 의도된다.
이 명세서에서 언급된 모든 간행물, 특허 및 특허 출원은, 각 개별 간행물, 특허 또는 특허 출원이 참조로 포함되도록 독특하고 개별적으로 지시되었듯이, 동일 범위까지 참조로 본 명세서에 포함된다.
상술한 바와 같이, 광 기반 기술(light-based technology)은 혈관 병변(vascular lesions), 머리카락 및 주름의 제거를 포함하는 피부 트리트먼트용으로 사용된다. 몇 가지 수단이 레이저 또는 광원 펄스의 엄밀한 타이밍에 또는 근방에서 피부 표면에 냉각을 가하는데 현재 이용 가능하다. 이 냉각은 표피층을 아끼고 추가로 환자를 안락하게 한다. 실용적인 냉각 수단은 강제 냉각된 공기, 크라이오젠 스프레이(cryogen spray) 및 조사된 스폿에 인접한 열질량(thermal mass)의 접촉 냉각을 포함한다.
레이저-조직 인터페이스에 안내되는 강제 냉각된 공기가 일반적인 실시이지만, 첨단 기술은 그 전용 목적이 찬 공기를 발생시키는 것인 레이저로부터 분리된 대형 냉각기(chiller)를 포함한다. 대략 2미터 길이의 V2" 직경의 호스의 단부로부터 토출되는 공기 유속(2 내지 10cfm) 및 유효 온도[0 내지 10F(-17.78 내지 -12.22℃)]에 대한 요구로 인해 대형의 냉각기가 필요하다. 게다가, 머리카락 제거와 같은 요구가 많은 응용분야는 레이저(및 냉각)가 80% 듀티 사이클로 하루에 10시간 동안 계속되는 것을 요구할 수 있다. 본 명세서에서 설명된 본 발명은 레이저-조직 상호작용의 특정한 필요를 유리하게 만족시키는 피부 냉각을 제공하기 위한 유일한 수단을 나타낸다.
도 8은 보텍스 쿨러(1701) 및 선택형 분무기(1702)를 사용하는 광학 전달 조립체(1750)를 구비한 레이저 핸드피스(1700)의 외관도이다. 도 9는 보텍스 쿨러(1701) 및 선택형 분무기(1702)를 사용하는 레이저 핸드피스(1700)의 내부도이다. 보텍스 냉각은 기계 가공 작업의 냉각과 재봉 바늘(sewing needles)로부터의 열의 제거를 포함하는 광범위한 응용분야에 대한 산업에 사용되고 있다. 메커니즘은 단순하고, 개념은 상대적으로 복잡하다. (소용돌이와 같이) 축을 중심으로 회전하는 공기를 보텍스라 부른다. 보텍스 튜브(1703)는 강제로 단순 열 교환을 시킴으로써 찬 공기와 뜨거운 공기를 생성한다. 압축된 공기는 튜브 내의 챔버로 들어가고, 타이트한 고속 순환 통로에서 강제로 회전된다(1,000,000RPM). 고속 공기의 일부가 튜브의 뜨거운 배기 밖으로 뜨거운 공기로서 배출되지만, (이제 보다 저속인) 공기 스트림의 나머지는 고속 공기 스트림의 중심을 통해 강제로 역방향으로 대향하여 유동되므로, 열을 넘겨주고 찬 공기로서 배출된다. 찬 공기를 생성하는 이러한 방법은 간단하지만, 요구되는 것은 가동부가 전혀 없는 보텍스 튜브와 공기 압축기가 전부이다.
전형적인 응용분야용으로, 냉각은 레이저 새시(laser chassis)에 통합되어야 한다. 이것은 보텍스 냉각법에 의해 가능하다. 표준 냉동보다 덜 효율적이지만, 보텍스 냉각은, 레이저 사이트에 호스에 의해 비원격적이고 계속적으로 전달되는, 핸드피스에서 열 교환이 발생 가능하게 한다. 대형 보어, 저압, 절연된 전달 호스를 가지기보다는, 작업은 소형 보어, 고압 호스를 통해 핸드피스로 전달된다. 이는 레이저 핸드피스의 인간공학에 영향을 미치기 때문에 중요하며, 핸드피스에 공급되는 유틸리티(광학적, 전기적, 공기식 등)의 설계를 유선형으로 한다. 배출하는 공기의 소음은, 핸드피스(1700)에 약간의 용적을 더하는 머플러(1704)의 추가에 의해 취급될 수 있지만, 중대한 장애물이 되어서는 안 된다. 보텍스 쿨러의 뜨거운 부분은 핸드피스의 후단부 밖으로 배출될 수 있어, 핸드피스를 레이저에 부착하는 줄을 잠재적으로 역행한다.
보텍스 쿨러의 찬 부분은 레이저 노출이 이루어질 곳에 근접한 레이저 사이트로 안내된다. 찬 부분에 대한 이상적인 노즐 설계는 피부 표면 상의 임의의 경계층을 붕괴시킴으로써 찬 공기 교환의 결합을 최적화한다. 노즐 설계는 또한 핸드피스 광학 기기와 이미지 평면 사이의 거리를 결정하기 위한 거리 게이지를 포함해야 한다. 이것은 목표로부터 열을 추출하기 위해 최적 거리로 노즐을 동시에 설정할 것이다.
입구 공기 습도는 보텍스 튜브 성능에 있어서 중대한 변수이고, 압축기 및 보텍스 튜브 사이의 경로 내의 건조기가 중요해질 수 있다. 건조기 공기는 냉각 능력(및 보다 뜨거운 배기)을 더하고, 게다가 연구에 의해 놀랍게도 유속을 증가시킨다. 건조기 공기는 또한 상이한 주변 조건하에서 냉각기의 출력을 안정화시키는 역할을 한다.
열 교환기는 보텍스 튜브로 공급하는 압축기 후 공기(post-compressor air)의 온도를 보다 낮게 하기 위해 압축기 뒤에 요구된다. 이는 단순한 구리 코일이 될 수 있다. 압축된 공기가 보텍스 쿨러와 통합된 레이저 핸드피스에 연결되는 2 내지 3미터 호스(1707)를 통해 핸드피스로 왕복함에 따라, 추가 냉각이 일어난다.
본 냉동 기반 시스템의 특성화는 기준선 성능 목표로 인도한다. 이것은 공지된 입력을 갖는 가열된 블록을 사용함으로써, 그리고 열 카메라 및 열전대에 의해 냉각하는 냉각된 공기에 대해 그 반응을 특성화함으로써 수행되었다. 이에 기초하여, 보텍스 토출 공기 온도, 습도 및 유속은 냉동 기반 시스템과 비교할 수 있도록 통제되었다. 피부 상의 공기 온도는 약 -10 내지 0℃가 선호된다.
보텍스의 냉각 효과(또는 임의의 냉각 개요)를 증대시키기 위한 방법은 피부 위로 입사하는 찬 공기의 토출에 에어로졸화된 수증기원을 추가하는 것이다. 물의 증발 잠열은 -2.2J/mg이고, 얼음 용융 잠열의 거의 7배이다. 증발된 분무의 물 50mg의 적용은, 레이저 사이트에 완전하게 결합되면 -100J의 레이저 펄스의 효과에 대응할 수 있다. 한면이 대략 4mm인 정육면체 물을 나타내고, 이 물은 현재 너무 많아서 펄스 사이에서 1초에 실용적으로 에어로졸화할 수 없지만, 임의의 분량인 물 50mg은 도움이 될 수 있다. 조직 효과를 위해 물 흡수에 의존하는 이러한 레이저 응용분야에 대해, 분무기 스트림이 레이저 펄스 중에는 잠길 수 있고 레이저의 오프사이클(off-cycle) 중에만 적용될 수 있다. 핸드피스 노즐의 출구 공기 스트림에 있어서 증류수의 미세한 물방울을 분무하는 분무기(1702)는, 증발이 이미 발생한 후에 아무런 물 축적도 피부 표면에 주지 않은 채 냉각기의 효과적인 냉각 능력을 상당히 추가할 수 있다. 증발을 최적화하기 위해 공기 스트림에 가해질 수 있는 물의 양은 공기 스트림 특성에 의존할 것이다.

Claims (51)

  1. 열 수술 처치(thermal surgical procedure)를 모니터링하기 위한 장치이며,
    열 수술 트리트먼트를 받고 있는 적어도 일부의 수술 필드 내의 복수 위치에서의 온도를 모니터링하고, 상기 모니터링에 기초하여 일련의 열 이미지를 생성하는 열 카메라와,
    상기 열 이미지를 처리하기 위한 프로세서와,
    상기 복수 위치에서의 온도를 나타내는 일련의 디스플레이 이미지를 실시간으로 표시하기 위한 디스플레이를 포함하는, 열 수술 처치 모니터링용 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수 위치에서의 온도를 나타내는 디스플레이 이미지는 의사 색채 이미지(false color images)를 포함하는, 열 수술 처치 모니터링용 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 열 카메라는 적외선 카메라인, 열 수술 처치 모니터링용 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 열 카메라는 초당 약 30프레임 이상의 속도로 일련의 열 이미지를 생성하는, 열 수술 처치 모니터링용 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 디스플레이는 초당 약 30프레임 이상의 속도로 일련의 디스플레이 이미지를 표시하는, 열 수술 처치 모니터링용 장치.
  6. 제1항에 있어서, 적어도 일부의 수술 필드를 모니터링하기 위한 비디오 카메라를 더 포함하며, 상기 디스플레이는 상기 일부의 수술 필드의 비디오 이미지를 실시간으로 표시하도록 구성되는, 열 수술 처치 모니터링용 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 열 이미지를 상기 비디오 이미지와 중첩시키도록 구성된 프로세서를 더 포함하며, 상기 디스플레이 이미지는 중첩된 이미지를 포함하는, 열 수술 처치 모니터링용 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 열 카메라의 시야 범위는 상기 비디오 카메라의 시야 범위와 실질적으로 중복되는, 열 수술 처치 모니터링용 장치.
  9. 제6항에 있어서, 적외 스펙트럼 내의 수술 필드로부터의 광을 상기 열 카메라로 선택적으로 안내하고, 가시 스펙트럼 내의 수술 필드로부터의 광을 비디오 카메라로 선택적으로 안내하는 광학 소자를 더 포함하는, 열 수술 처치 모니터링용 장치.
  10. 제6항에 있어서, 상기 열 카메라와 상기 비디오 카메라 중 하나 이상은 오토포커스를 포함하는, 열 수술 처치 모니터링용 장치.
  11. 제1항에 있어서, 수술 필드의 선택된 부분을 모니터하도록 열 카메라를 조종하기 위한 서보 유닛을 더 포함하는, 열 수술 처치 모니터링용 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 열 이미지에 기초하여 일부의 수술 필드에 대한 온도 정보를 결정하는, 열 수술 처치 모니터링용 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 프로세서는 레이저 수술 디바이스에 결합되고 상기 온도 정보에 기초하여 레이저 수술 디바이스의 작동을 제어하도록 구성되는, 열 수술 처치 모니터링용 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 프로세서는
    상기 열 이미지를 처리하여, 상기 복수 위치에서의 온도를 나타내는 정보를 결정하고,
    상기 복수 위치에서의 온도를 나타내는 정보를 선택된 마스터 역치 온도와 비교하고,
    임의의 상기 복수 위치에서의 온도가 상기 선택된 마스터 역치 온도를 초과하면 마스터 알람을 생성하도록 구성되는, 열 수술 처치 모니터링용 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 프로세서는 레이저 수술 디바이스에 결합되고 상기 마스터 알람에 반응하여 상기 레이저 수술 디바이스의 작동을 제어하도록 구성되는, 열 수술 처치 모니터링용 장치.
  16. 제14항에 있어서, 상기 프로세서는
    상기 열 이미지를 처리하여 상기 복수 위치의 서브세트에서의 온도를 나타내는 정보를 결정하고,
    상기 복수 위치의 서브세트에서의 온도를 나타내는 정보를 선택된 온도 범위와 비교하고,
    상기 복수 위치의 임의의 서브세트에서의 온도가 상기 선택된 범위 밖에 있으면 범위 알람을 생성하도록 구성되는, 열 수술 처치 모니터링용 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 프로세서는 레이저 수술 디바이스에 결합되고, 범위 알람에 반응하여 상기 레이저 수술 디바이스의 작동을 제어하도록 구성되는, 열 수술 처치 모니터링용 장치.
  18. 제14항에 있어서, 상기 프로세서는
    열 이미지를 처리하여 상기 복수 위치에서의 온도의 변화율을 나타내는 정보를 결정하고,
    상기 복수 위치에서의 온도를 나타내는 정보를 선택된 세컨더리 역치 온도와 비교하고,
    상기 복수 위치에서의 온도의 변화율을 나타내는 정보를 선택된 역치율과 비교하고,
    상기 복수 위치 중 임의의 한 위치에서, 상기 온도가 상기 세컨더리 역치를 초과하고 상기 온도 변화율이 상기 역치율을 초과하면, 알람율을 생성하도록 구성되는, 열 수술 처치 모니터링용 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 프로세서는 레이저 수술 디바이스에 결합되고, 상기 알람율에 반응하여 상기 레이저 수술 디바이스의 작동을 제어하도록 구성되는, 열 수술 처치 모니터링용 장치.
  20. 제1항에 있어서, 상기 디스플레이는 비디오 모니터, 플랫 패널 모니터, 헤드업 디스플레이 및 가상 현실 디스플레이로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는, 열 수술 처치 모니터링용 장치.
  21. 열 수술 처지를 모니터링하기 위한 방법이며,
    열 수술 트리트먼트를 받고 있는 적어도 일부의 수술 필드 내의 복수 위치에서의 온도를 모니터하기 위해 열 카메라를 사용하고, 상기 모니터링에 기초하여 일련의 열 이미지를 생성하는 단계와,
    상기 일련의 열 이미지에 기초하여 상기 복수 위치에서의 온도를 나타내는 일련의 디스플레이 이미지를 실시간으로 표시하는 단계를 포함하는, 열 수술 처치 모니터링 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 복수 위치에서의 온도를 나타내는 일련의 디스플레이 이미지를 실시간으로 표시하는 단계는 의사 색채 이미지를 표시하는 단계를 포함하는, 열 수술 처치 모니터링 방법.
  23. 제21항에 있어서, 적어도 일부의 수술 필드를 모니터하기 위해 비디오 카메라를 사용하는 단계와,
    상기 일부의 수술 필드의 비디오 이미지를 실시간으로 표시하는 단계를 더 포함하는, 열 수술 처치 모니터링 방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 열 이미지를 상기 비디오 이미지와 중첩시키도록 상기 열 이미지 및 상기 비디오 이미지를 처리하는 단계와,
    중첩된 이미지에 대응하는 디스플레이 이미지를 표시하는 단계를 더 포함하는, 열 수술 처치 모니터링 방법.
  25. 제21항에 있어서, 상기 열 이미지에 기초하여 상기 일부의 수술 필드에 대한 온도 정보를 결정하는 단계를 포함하는, 열 수술 처치 모니터링 방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 온도 정보에 기초하여 레이저 수술 디바이스의 작동을 제어하는 단계를 포함하는, 열 수술 처치 모니터링 방법.
  27. 제25항에 있어서, 상기 열 이미지를 처리하여 상기 복수 위치에서의 온도를 나타내는 정보를 결정하는 단계와,
    상기 복수 위치에서의 온도를 나타내는 정보를 선택된 마스터 역치 온도와 비교하는 단계와,
    임의의 상기 복수 위치에서에서의 온도가 상기 선택된 마스터 역치 온도를 초과하면 마스터 알람을 생성하는 단계를 더 포함하는, 열 수술 처치 모니터링 방법.
  28. 제27항에 있어서, 상기 열 이미지를 처리하여 상기 복수 위치의 서브세트에서의 온도를 나타내는 정보를 결정하는 단계와,
    상기 복수 위치의 서브세트에서의 온도를 나타내는 정보를 선택된 온도 범위와 비교하는 단계와,
    상기 복수 위치의 임의의 서브세트에서의 온도가 상기 선택된 범위 밖에 있으면 범위 알람을 생성하는 단계를 더 포함하는, 열 수술 처치 모니터링 방법.
  29. 제27항에 있어서, 상기 열 이미지를 처리하여 상기 복수 위치에서의 온도 변화율을 나타내는 정보를 결정하는 단계와,
    상기 복수 위치에서의 온도를 나타내는 정보를 선택된 세컨더리 역치 온도와 비교하는 단계와,
    상기 복수 위치에서의 온도 변화율을 나타내는 정보를 선택된 역치율과 비교하는 단계와,
    상기 복수 위치 중 임의의 한 위치에서, 상기 온도가 상기 세컨더리 역치를 초과하고 상기 온도 변화율이 상기 역치율을 초과하면, 알람율을 생성하는 단계를 더 포함하는, 열 수술 처치 모니터링 방법.
  30. 제21항에 있어서, 수술 필드 내에서 관심있는 영역을 식별하는 인디케이터를 제공하는 단계와,
    상기 인디케이터의 위치를 추적하는 단계와,
    상기 관심있는 영역을 모니터하기 위해 열 카메라를 조정하는 단계를 더 포함하는, 열 수술 처치 모니터링 방법.
  31. 표면에서의 온도를 모니터링하기 위한 장치이며,
    상기 표면의 한 영역의 온도를 원격으로 감지하기 위한 온도 센서와,
    상기 영역에 인접하는 표면의 일부를 조명하기 위한 광원과,
    상기 온도 센서에 의해 감지된 영역의 온도를 나타내는 정보를 제공하기 위한 인디케이터를 포함하는, 표면에서의 온도 모니터링용 장치.
  32. 제31항에 있어서, 사용자에 의해 착용되도록 구성된 헤드피스를 더 포함하고,
    상기 온도 센서, 광원 및 인디케이터는 상기 헤드피스와 통합되는, 표면에서의 온도 모니터링용 장치.
  33. 제32항에 있어서, 상기 헤드피스는 안경류이고, 상기 광원은 상기 안경류의 착용자의 시야 범위 내의 표면의 일부를 조명하도록 위치되는, 표면에서의 온도 모니터링용 장치.
  34. 제33항에 있어서, 상기 안경류는 코다리를 포함하고, 상기 광원 및 온도 센서는 코다리 상에 장착되는, 표면에서의 온도 모니터링용 장치.
  35. 제32항에 있어서, 상기 인디케이터는 광원을 변조하는 변조기를 포함하고, 상기 변조는 상기 온도 센서에 의해 감지된 온도에 의존하는 하나 이상의 변조 특성을 갖는, 표면에서의 온도 모니터링용 장치.
  36. 제35항에 있어서, 하나 이상의 변조 특성은 변조율 및 변조 듀티 사이클로 이루어지는 군으로부터 선택되는, 표면에서의 온도 모니터링용 장치.
  37. 제32항에 있어서, 상기 인디케이터는 상기 온도 센서에 의해 감지된 온도에 의존하는 하나 이상의 특성을 갖는 가청 음조를 생성하도록 구성된 음원을 포함하는, 표면에서의 온도 모니터링용 장치.
  38. 제37항에 있어서, 상기 하나 이상의 특성은 주파수, 변조율, 변조 듀티 사이클, 볼륨으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는, 표면에서의 온도 모니터링용 장치.
  39. 제32항에 있어서, 상기 인디케이터는 상기 온도 센서에 의해 감지된 온도에 의존하는 비주얼 디스플레이를 포함하는, 표면에서의 온도 모니터링용 장치.
  40. 제39항에 있어서, 상기 비주얼 디스플레이는 상기 헤드피스에 위치된 디지털 디스플레이를 포함하는, 표면에서의 온도 모니터링용 장치.
  41. 제32항에 있어서, 상기 헤드피스의 공간 방위를 나타내는 정보를 감지하기 위한 센서와,
    상기 헤드피스의 공간 방위를 나타내는 정보에 기초하여 광원의 출력을 제어하도록 구성된 제어기를 더 포함하는, 표면에서의 온도 모니터링용 장치.
  42. 제32항에 있어서, 상기 센서에 의해 감지된 온도를 선택된 역치 온도와 비교하고, 상기 비교를 기초로 하여 알람을 생성하도록 구성된 모니터 유닛을 더 포함하는, 표면에서의 온도 모니터링용 장치.
  43. 제42항에 있어서, 상기 선택된 역치 온도를 조정하기 위해 상기 모니터 유닛과 통신하는 제어기를 포함하는, 표면에서의 온도 모니터링용 장치.
  44. 제43항에 있어서, 상기 제어기는 상기 헤드피스와 통합되는, 표면에서의 온도 모니터링용 장치.
  45. 제42항에 있어서, 상기 알람은 가청 알람 지시 및 비주얼 알람 지시로 이루어진 군으로부터 선택되는, 표면에서의 온도 모니터링용 장치.
  46. 제42항에 있어서, 상기 모니터 유닛은 열 수술 디바이스와 통신하여 상기 감지된 온도를 기초로 상기 디바이스를 제어하는, 표면에서의 온도 모니터링용 장치.
  47. 제46항에 있어서, 상기 모니터 유닛은, 상기 감지된 온도가 선택된 역치 온도보다 크면 열 수술 디바이스의 작동을 억제하도록 구성되는, 표면에서의 온도 모니터링용 장치.
  48. 조작자에 의해 수행되는 열 수술 처치 중에 조직 온도를 모니터링하는 방법이며,
    상기 조작자용 헤드웨어를 제공하는 단계와,
    수술 필드 내에서의 관심있는 영역을 조명하기 위해 광원을 조종하는 단계와,
    상기 관심있는 영역의 온도를 원격적으로 감지하기 위해 온도 센서를 사용하는 단계와
    상기 영역의 온도를 나타내는 정보를 제공하기 위해 인디케이터를 사용하는 단계를 포함하고,
    상기 헤드웨어는,
    수술 필드 내에서의 표면 영역의 온도를 원격적으로 감지하는 온도 센서와,
    상기 영역에 인접한 표면의 일부를 조명하기 위한 광원과,
    상기 온도 센서에 의해 감지된 영역의 온도를 나타내는 정보를 제공하기 위한 인디케이터를 포함하는, 조직 온도 모니터링 방법.
  49. 제48항에 있어서, 상기 광원을 변조하는 단계를 더 포함하고, 상기 변조는 상기 관심있는 영역의 감지된 온도에 의존하는 하나 이상의 변조 특성을 갖는, 조직 온도 모니터링 방법.
  50. 제49항에 있어서, 상기 관심있는 영역의 감지된 온도를 선택된 역치 온도와 비교하는 단계와,
    상기 비교에 기초하여 알람을 제공하는 단계를 더 포함하는, 조직 온도 모니터링 방법.
  51. 제48항에 있어서, 상기 관심있는 영역의 감지된 온도에 기초하여 열 수술 디바이스의 작동을 제어하는 단계를 더 포함하는, 조직 온도 모니터링 방법.
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