KR20100099093A

KR20100099093A - 조직 치료 장치

Info

Publication number: KR20100099093A
Application number: KR1020107001782A
Authority: KR
Inventors: 케이쓰 페니
Original assignee: 플라스모겐 인크
Priority date: 2007-06-28
Filing date: 2008-06-24
Publication date: 2010-09-10
Also published as: AU2008269550A1; CN101801297A; JP2010531184A; WO2009001062A1; US20090005772A1; EP2170195A1

Abstract

피부 재건을 위한 조직 치료 장치로서, 무선 주파수 발생기에 연결되는 핸드헬드 치료기구를 구비하고, 플라스마 제트(jet)가 상기 치료기구 내의 가스 도관을 통과하는 이온화 가능한 가스에 의해 생성되고, 상기 도관의 끝단에 있는 노즐로부터 방출된다. 상기 치료기구 내에 포함된 광학 검출기는, 상기 도관 내부의 플라스마로부터 방출되는 복사에너지를 직접 수신하고, 상기 치료기구에 무선주파수(r.f.) 동력이 전달되기 시작한 후 소정 시간 내에 복사에너지가 없거나 또는 무선주파수(r.f.) 동력이 전달되는 동안 근사적으로 일정한 레벨의 복사에너지가 없는 경우, 고장 조건임을 나타내기 위해 처리되는 출력신호를 생성한다.

Description

조직 치료 장치{Tissue treatment apparatus}

본 발명은 무선 주파수(r.f.) 발생기와, 플라스마 제트를 생성하기 위한 이온화 가능한 가스공급부 및 상기 무선주파수 발생기에 연결 가능한 치료기구를 포함하는 조직치료장치에 대한 것이다.

조직 치료 시스템은 2001년 2월 22일 출원된 미국 특허 제6,723,091호, 2002년 2월 13일 출원된 미국 특허 제6,629,974호 및 2004년 3월 5일 출원된 미국 특허출원 시리얼 번호 10/727,765에서 개시된다.

상기 각각의 특허와 출원에 개시된 사항은 본 출원에 참고적으로 언급된다. 이러한 개시된 시스템에서, 휴대용 치료 기구에는 플라스마 출구노즐까지 형성된 가스 도관이 있다. 상기 도관과 연결된 전극이 있으며, 전극은 상기 도관을 통해 공급되는 가스로부터 플라스마를 생성하기 위한 것으로서, 상기 전극에 무선주파수(r.f.) 전력을 공급하기 위한 별도의 무선주파수(r.f.) 전력 발생기와 연결되어 있다. 공급되는 무선 주파수 전력은 일반적으로 약 2.45Ghz의 UHF(극초단파)이고, 상기 휴대용 치료기구는 상기 출구노즐구 상류의 플라스마를 타격하기 위해 상기 도관 내에 전계 집중(electric field concentration)을 제공하며, 상기 전계집중 제공을 위해 상기 주파수 영역에서 공진 하는 구조를 포함하고, 상기 플라즈마는 상기 출구노즐로부터 나오면서 조직 표면을 국부적으로 가열시키는 데 사용될 수 있는 제트를 형성한다.

환자의 조직에 펄스 에너지를 전달하는 시스템의 임상적 효과는 공급되는 에너지의 양, 특히 작동시간 동안 집적된 순시전력에 의존한다.

만약 시스템이, 예를 들어, 적용된 펄스의 지속구간을 증가시켜 펄스의 에너지가 실질적으로 증가하도록 함으로써 오동작된 것이라면, 플라스마가 접촉되는 조직은 회복할 수 없도록 손상될 것이다. 마찬가지로, 만약 시스템이, 적용된 펄스의 지속 구간이 현저하게 짧거나 또는 펄스 에너지가 실질적으로 감소됨으로써 오동작된 것이라면, 플라스마가 접촉되는 조직은 의도된 목적대로 적절히 처리되지 않을지 모른다. 그러므로, 시스템에 의해 전달된 에너지가 발생기의(사용자에 의해 셋팅될 수 있는) 설정과 일치하고, 시스템의 사양 범위 안에 있다는 것을 확인할 수 있는 것이 중요하다.

종래기술에서, 상기 발생기는 플라스마 펄스 동안 상기 휴대용 치료 기구(이하"핸드피스")로부터 반사된 무선주파수(r.f.) 전력을 수신한다. 반사된 무선주파수(r.f.) 전력의 평균레벨은 전력 발생이 정상(즉, 무선 주파수 전력보다 상대적으로 낮은 전력이 반사된다)인지 또는 플라스마 발생을 방해하거나 제한하는 문제(불완전한 출구 노즐과 같은)가 있는지 여부를 결정하기 위해 사용되는데, 이는 (ⅰ) 반사 전력 레벨이 하부와 상부 한계값 사이로 떨어지는지, (ⅱ)좀더 중대한 문제의 경우로서, 분리된 무선주파수(r.f.) 전력 케이블 또는 반사 전력 레벨이 상부 한계값을 초과하는지 여부를 체크함으로써 가능하다.

반사된 무선주파수(r.f.) 신호의 탐지는 훨씬 큰 방출 무선주파수(r.f.) 신호로부터 반사 신호의 구별함으로써 가능하다. 현재 사용되고 있는 시스템에 있어서, 이러한 구별은 서큘레이터를 사용하여 수행된다. 서큘레이터는 세개의 포트 즉, 무선주파수(r.f.) 전력 발생기로부터 무선주파수(r.f.) 전력을 수신하기 위한 제1(입력) 포트, 핸드피스에 연결된 제2 포트, 핸드피스로부터의 반사 무선주파수(r.f.) 전력에 대한 제3 포트를 가지고 있다. 어떠한 반사 전력도 입력포트에 도달하지 않고 오직 제3 포트에만 반사 전력이 연결되는 최적의 조건이면, 방출 및 반사 무선주파수(r.f.) 전력의 독립적인 측정이 가능하다.

방출 및 반사 무선주파수(r.f.) 전력 간의 차이를 구분하는 두번째 방법은, 장치를 통해서 흐르는 주 신호의 방향성 샘플을 제공하는 제3 접속부와 함께, 제1 및 제2(입력 및 출력) 접속부를 가지는 방향성 커플러를 사용하는 것이다. 이러한 장치는 전력 흐름 경로에 장치를 삽입하는 방향에 따라, 외부 회로소자로 측정하기 위한 순방향 또는 역방향 샘플을 제공할 수 있다.

상술한 서큘레이터나 방향성 커플러는 모두 상대적으로 비싸며, 핸드피스의 플라스마 생성과 관련이 없는 반사들로 인해 성능이 떨어질 수 있다. 복합 반사와 같은 것들은 분석이 어렵고, 그래서 반사된 무선주파수(r.f.) 전력신호와 그렇지 않은 것을 구별할 수 없다.

게다가, 반사된 무선주파수(r.f.) 전력신호는 만족할 만한 플라스마 발생을 위한 진정한 지표가 아니다. 방출 무선주파수(r.f.) 전력은 주변 공간 속으로 복사되거나 케이블 또는 핸드피스내의 열로 전환되기 때문에, 반사 무선주파수(r.f.) 전력이 거의 생성되지 않는 잘못된 경우가 발생할 가능성이 있다. 상기 시스템은 플라스마가 없음에도 불구 하고 플라스마 발생이 있는 것과 같이 양호한 상태로 잘못 측정할 수도 있다.

본 발명의 목적은 조직 재건을 위한 시스템에 있어서 만족스러운 플라스마 발생을 확인하기 위한 향상된 수단을 제공하는 것이다.

본 발명은 무선 주파수(r.f.) 발생기, 치료기구, 광학 분석장치를 포함하고, 상기 치료기구는 플라스마 출구노즐까지 형성되며 이온화 가능한 가스공급부에 연결된 가스 도관 및, 상기 가스도관과 연계되어 상기 발생기에 연결되며 상기 발생기에 의한 RF 전압에 의해 동력이 공급될 때 상기 도관에서 전기장을 생성함으로써 상기 치료기구에 가스가 공급될 때 상기 도관을 통해 흐르는 이온화 가능한 가스에서 플라스마가 생성되도록 배치된 한 쌍의 전극을 구비하며, 상기 광학 분석장치는 플라스마에 의해 방출되는 복사에너지(radiation)를 상기 도관 내부로부터 직접 수신하기 위해 배치된 적어도 하나의 광학 검출기; 출력신호 값을 기준 값과 비교하고, 소정의 비교결과에 대한 응답으로 장치 내에서의 고장을 나타내는 고장신호를 생성하기 위해 상기 적어도 하나의 광학 검출기로부터의 출력 신호를 처리하는 프로세서수단; 및, 상기 고장신호에 대한 응답으로서 상기 발생기의 RF 동력 발생을 제어하는 제어수단;을 포함한다.

유용성 있게는, 상기 또는 각각의 광학 검출기는 상기 치료기구의 측면에 형성된 구멍으로부터 복사에너지를 수신한다.

바람직한 실시 예로서, 상기 조직 치료기구는 적어도 하나의 광학 검출기에 상기 플라스마에 의해 방출된 복사에너지를 전달하기 위한 적어도 하나의 광섬유를 더 포함한다.

바람직하게는, 상기 프로세서 수단은 상기 치료기구에 공급되는 이온화 가능한 가스의 흐름을 제어하기 위해 배치된다.

유용성 있게는, 상기 조직 치료기구는, 상기 사용자 인터페이스를 이용하여 사용자에게 고장을 표시하는 수단이 구비된 사용자 인터페이스를 더 포함한다. 바람직하게는, 상기 제어수단은 중지와 같은 것을 요하는 특정한 고장신호가 상기 프로세서 수단에 의해 수신된 경우, 더 이상의 플라스마 생성을 중지하기 위해 마련된다. 유용성 있게는, 상기 제어수단은 플라스마 생성 중지를 요하지 않는 특정한 고장신호가 상기 프로세서 수단에 의해 수신된 경우 계속하여 플라스마 생성을 허용하기 위해 마련된다.

바람직한 실시 예로서, 상기 프로세서 수단 및 제어수단은 상기 발생기의 일부분을 형성하고, 상기 프로세서 수단은 광학 분석장치로부터의 출력신호가 (a)상기 발생기에 의하여 상기 치료기구로 무선주파수(r.f.) 동력이 전달되기 시작한 이후 소정 간격 내에 상기 도관 내의 복사에너지가 부족하거나 (b)발생기에 의한 무선주파수(r.f.) 동력의 발생 동안 상기 도관 내의 복사에너지가 근사적으로 일정하게 유지되지 않는 것으로 나타내는 때에, 고장 신호를 발생시키기 위해 마련된다. 이와 같이, 일단 치료 펄스가 시작되면, 광학 분석장치의 출력과 플라스마 자체는 치료 펄스가 종료될 때까지 지속적으로 모니터 된다. 이것은 광학 분석장치로부터의 출력과 상부 및 하부 한계값을 비교함으로써 수행될 수 있다. 보통, 출력이 발생기로부터 무선주파수(r.f.) 동력이 요구되는 동안 소정 범위 내에서 유지되지 않는 경우 무선주파수(r.f.) 동력의 발생이 종료된다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 무선주파수(r.f.) 발생기, 플라스마 적용 치료기구 및 광학 분석장치를 가지는 플라스마 발생 장치를 제어하는 방법을 제공하고, 상기 치료기구는 발생기 및 이온화 가능한 가스공급부에 연결되고, 이온화 가능한 가스가 공급되고 상기 발생기에 의해 동력이 가해질 때, 상기 치료기구의 노즐에 플라스마가 생성되도록 작동될 수 있으며, 여기서 상기 방법은 가스 도관으로부터 이온화할 수 있는 가스를 공급하는 단계; 상기 도관에 전기장을 생성시키기고 이에 의해 상기 도관을 통해 흐르는 이온화 가능한 가스 내에 플라스마를 생성하도록 상기 도관에 연계된 한쌍의 전극에 무선주파수(r.f.) 전압을 공급하기 위한 발생기를 작동시키는 단계; 적어도 하나의 광학 검출기에서 플라스마에 의해 방출된 복사에너지를 수신하되, 상기 복사에너지는 상기 도관 내로부터 직접적으로 수신되는 단계; 적어도 하나의 광학 검출기로부터 출력된 신호 값과 참고 값을 비교하는 단계; 소정의 비교 결과에 대한 응답으로서 장치 내에서 고장을 나타내는 고장 신호를 생성하는 단계; 및 고장신호의 응답으로 발생기의 무선주파수(r.f.) 동력 발생을 제어하는 단계;를 포함한다.

바람직하게는, 상기 방법은 사용자에게 고장을 표시하는 단계를 더 포함하고, 좀더 바람직하게는, 상기 고장은 사용자 인터페이스를 통해 표시된다.

유용하게는, 상기 복사에너지는 적어도 하나의 광섬유를 통하여 적어도 하나의 광학 검출기에 의해 수신된다.

본 발명의 바람직한 실시 예에서, 광학 검출기는 가시(可視) 스펙트럼 내의 복사에너지에 민감하다. 그러나, 본 발명은 가시 스펙트럼 외측, 특히 자외선 또는 적외선 복사에너지와 같은 전자기파에 완전히 또는 우선적으로 민감한 광학 검출기를 사용하는 시스템을 포함한다.

본 발명은, 조직 재건을 위한 시스템에 있어서 만족스러운 플라스마 발생을 확인하기 위한 향상된 수단을 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 조직 치료 시스템의 개략도,
도 2는 본 발명의 제1실시 예의 핸드피스의 단면도,
도 3은 본 발명의 제2 실시 예의 핸드피스의 단면도,
도 4는 본 발명의 제3 실시 예의 핸드피스의 단면도,
도 5A, 5B 및 5C는 제1, 제2 및 제3 실시 예의 핸드피스의 변형을 나타내는 핸드피스들의 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 시스템의 블럭도,
도 7은 도 6의 시스템에 사용되는 고장 감지 방법을 나타내는 흐름도이다.

이제 본 발명은 참고 도면과 함께 예를 들어 상세하게 설명될 것이다.

도 1을 참조하면, 조직 치료 시스템은, 베이스 유닛(10)과, 코드(14)에 의해 상기 베이스 유닛에 연결되는 핸드헬드 조직 치료 기구(12)를 구비한다. 기구(12)는 재사용이 가능한 핸드피스 몸체(12A)와 일회용의 노즈 어셈블리(12B)를 가지는 핸드피스를 포함한다. 베이스 유닛(10)은 무선 주파수(r.f.) 발생기(16)와 상기 발생기의 다른 동력 레벨 설정을 셋팅하기 위한 사용자 인터페이스를 포함한다.

상기 베이스 유닛(10)은 사용되지 않을 때, 기구을 저장하기 위한 기구 홀더(20)을 가진다.

코드(14) 내부에 발생기(16)로부터 기구(12)로 무선주파수(r.f.) 동력을 전달하기 위한 동축 케이블과, 베이스 유닛(10) 내부에 가스 저장소 또는 공급부(미도시)로부터 질소 가스를 공급하기 위한 가스 공급 파이프가 있다. 코드(14)는 또한 베이스 유닛(10)에 있는 광원으로부터 기구(12)에 가시 광선을 전송하기 위한 광섬유 광가이드(34, 도 2 참조)를 수용한다. 코드(14)는, 그것의 말단에서 핸드피스 몸체(12A) 케이싱(22)의 일부가 된다.

도 2를 참조하면, 재사용이 가능한 핸드피스 몸체(12A)에서, 동축 케이블(14A)은 전극(24, 26)의 내측 및 외측에 연결되고, 이로써 전극들은 무선 주파수(r.f.) 전력을 수신하기 위한 발생기(16)에 연결된다. 내측 전극(24)은 외측 전극(26)의 내부에서 길이방향으로 연장된다. 그들 사이에는 일회용 노즈 어셈블리(12B)(도 1)내에 수용되는 열 저항 튜브(28)(바람직하게는 석영으로 만들어진) 형태의 가스 도관이 있다. 노즈 어셈블리(12B)가 핸드피스 몸체(12A)에 장착되면, 튜브(28)의 내부는 가스공급 파이프의 내부와 연통하고, 내측 및 외측 전극(24, 26)은 상기 튜브와 연계되며, 내측 전극(24)은 튜브 속으로 축을 이루며 연장되고 외측 전극(26)은 튜브의 외측 주위로 연장되도록 노즈 어셈블리(12b)가 몸체(12A) 내부로 수용된다.

나선형으로 감긴 스테인레스 스틸 코일(30) 형태의 공진기가 석영 튜브(28) 내부에 위치하고, 코일은 일회용 노즈 어셈블리(12B)가 핸드피스 몸체(12A)의 위치에 고정되었을 때, 코일의 가까운 쪽 끝단이 내측 전극(24)의 먼쪽 끝단에 인접하도록 위치한다. 코일은 석영 튜브(28)의 내측 표면에 인접하고 긴밀히 접촉하도록 감겨진다.

상기 치료기구의 사용에 있어서, 질소 가스는 공급 파이프(29)에 의해 내측 전극(24)의 말단에 인접한 위치에 도달하는 튜브(28)의 내부까지 공급된다. 무선주파수(r.f.) 전압이 동축 케이블을 통해서 전극(24, 26)에 공급될 때, 강력한 무선주파수(r.f.) 전기장이 내측 전극 말단부 영역의 튜브(28) 내부에 생성된다. 전기장의 세기는 발생기의 작동 주파수와 공진 하는 나선형 코일(30)에 의해 지원되고, 이러한 방식으로 질소 가스의 플라스마로 전환이 촉진되고, 플라스마는 석영 튜브(28)의 노즐(28A)에서 제트(jet)가 되어 나온다. 플라스마 제트는 치료빔 축(32)(이 축은 튜브(28)의 축이 됨)에 집중되고, 치료될 조직에 겨냥되며, 노즐(28A)은 보통 조직 표면으로부터 몇 밀리미터 떨어져 유지된다.

핸드피스(12)는 또한 코드(14)를 통하여 핸드피스 내로 연장되는 광섬유 광가이드(34)를 포함하고, 이것의 말단부(34A)는 석영 튜브(28)에 의해 정의되는 치료 축의 내측을 향하여 구부러지고, 노즐(28A)에 인접한 출구를 정의하는 말단에서 종결된다. 이 지점에서 광섬유 광가이드(34)의 기울어짐은 목표 표지를 조직 표면에 투영하기 위한 투영축을 정의한다.

이어지는 기구의 반복되는 사용은 석영 튜브(28)와 공진 코일(30)의 교체를 요구한다. 이러한 요소를 포함하는 일회용의 노즈 어셈블리(12B)는 기구의 재사용 부분(12A)으로부터 쉽게 탈부착 되며, 상기 기구의 두 구성요소(12A, 12B) 사이의 접점은 전극(24, 26)에 대한 석영 튜브(28)와 코일(30)의 정확한 위치를 제공한다.

본 발명의 제1 실시 예에서 광학 검출기(36)는 장착 부재(38)에 의해 외측 전극(26)의 외측 표면에 탈착 가능하게 부착된다. 광학 검출기(36)는 외측 전극(26) 표면 내의 작은 구멍(40)을 통하여 석영튜브(28) 내부로부터 복사에너지를 수신하기 위해 위치한다. 광학 검출기(36)는 (a)광학 검출기에 전력을 공급하기 위한 전력 공급기(미도시)에 일단이 연결된 전력 케이블(42)에 연결되고, (b)베이스 유닛(10)에 수용된 중앙처리장치(CPU)(미도시)에 일단이 연결된 신호 케이블(44)에 연결된다. 어떤 적당한 광학 검출기(36), 예를 들어, 인터그레이티드 포토-옵틱스 리미티드(Integrated Photo-Optics Limited)사에서 제조된 통합 사진 광학 센서(모델 IPL 10530 DAL)가 사용될 수 있다. 구멍(40)은 적당한 광학 에너지가 검출기에 도달하도록 허용되는 동안 단지 최소량의 무선주파수(r.f.) 에너지가 석영튜브(28)로부터 누설되도록 구성된다.

구멍(40)은 광학 검출기(36) 내부 전극(24)의 말단으로부터 복사에너지를 감지할 수 있도록 위치된다. 플라스마 생성의 초기 단계 동안, 내부 전극(24)의 말단을 감싸는 공진 코일(30) 영역은 아크 형성을 책임진다. 이러한 아크 형성 동안 방출된 복사에너지는 광학 검출기(36)에 의해 감지되고 신호 케이블(44)를 통한 분석을 위해 CPU로 피드백된다.

본 발명의 제2 실시 예에서, 도 3에서 나타낸 바와 같이, 광학 검출기(36)는 전 실시 예와 같이 장착 부재(38)에 의해 외측 전극(26) 표면에 탈착 가능하게 연결되나, 공진 코일(30)의 말단에 위치한다. 공진 코일(30) 내부로부터 방출되는 복사에너지는 작은 구멍(40)을 통과하고, 광학 검출기(36)에 의해 감지되며, 감지된 출력은 신호 케이블(44)을 통해 CPU에 전달된다. 이러한 실시 예에서, 광학 검출기(36)는 내측 전극 말단으로부터 공진 코일(30) 내부로 형성되어 흐르는 플라스마를 살피게 되고, 이는 플라스마가 석영튜브(28)의 출구 노즐(28A)에 도달하기 전이다.

본 발명의 제3 실시 예에서, 도 4에서 나타낸 대로, 광학 검출기(36)는 장착 부재(38)에 의해 석영튜브(28)의 끝에 있는 출구 노즐(28A)에 탈착 가능하게 연결된다. 본 실시 예에서, 광학 검출기(36)가 외측 컨덕터(26)의 말단을 지나 위치하고, 실질적으로 투명한 석영 튜브(28)에 직접 부착되어 있으므로, 어떠한 구멍도 필요하지 않다. 공진 코일(30) 내부에서 발생한 플라스마가 석영 튜브(28)를 통해 흐를 때, 석영은 뜨거워진다. 그러므로, 광학 검출기(36)의 과열과 손상가능성을 피하기 위해 스페이서(미도시)에 의해 석영의 표면으로부터 떨어지도록 하는 것이 바람직하다.

석영 튜브(28)의 말단에 위치하는 광학 검출기(36)를 가진 본 실시 예에서, 감지된 플라스마 복사는 Lewis-Rayleigh 잔광이다. 석영 튜브(28)와 장착 부재(38)가 일회용 어셈블리(12B)의 일부분을 형성하므로, 노즈 어셈블리를 폐기하기 전에, 광학 검출기(36)가 새로운 노즈 어셈블리의 장착 부재에 부착되어 질 수 있도록 먼저 장착 부재로부터 분리하여야 한다.

선택적으로, 광학 검출기는 발생기에 전기적으로 연결되도록 하는 릴리스 수단을 구비하고, 일회용 어셈블리의 필수 부분을 형성할 수 있다.

도 5A, 5B, 5C에 나타난 실시 예들은 도 2, 3 및 4에서 나타난 실시 예들의 변형으로서, 광학 검출기(36)와 장착 부재(38)는 외측 전극(26) 또는 석영튜브(28)의 외측 표면에 각각 광섬유 장착 부재(48)에 의하여 탈착 가능하게 부착된 광섬유(46)에 의해 대체된다. 도 5A, 5B, 5C에 나타난 실시 예에서, 광섬유(46)는 외측 전극의 표면에 있는 작은 구멍(40)을 통하여 석영 튜브(28) 내부로부터 복사에너지를 수신한다. 도 5C에 나타난 실시 예에서, 광섬유(46)는 외측 전극(26)의 말단을 지나 위치하고, 출구 노즐(28A)에 인접하여 실질적으로 투명한 석영 튜브(28)에 직접 부착된다. 도 4의 실시 예에서와 같이, 이러한 경우 어떠한 구멍도 필요 없게 된다. 광섬유(46)는 베이스 유닛(10) 또는 다른 적당한 위치에 장착된 검출기(미 도시)에 복사에너지를 전달한다.

이제 참조 되는 도 6은, 본 발명에 따르는 시스템의 블럭도이다. AC 입력 전력 공급기(100)는 외부의 메인 AC 전력(200)을 수신하고, 마그네트론(102)을 위한 고전압 전원 공급기(101) 내부의 회로, 중앙처리장치(CPU, 109) 및 마그네트론 히터 전력 공급기(105)에 전력을 공급하기 위해 공급선로(201, 206, 207)에 전압을 생성한다.

마그네트론(102)은 연합 동축 공급 트랜지션(associated coaxial feed transition)을 포함하고, 출력선로(203)에 무선주파수(r.f.) 전력을 생성하기 위해 마그네트론 고전압 전력 공급기(101)로부터 고전압 구동(202)을 수신하며, 마그네트론 히터 전력 공급기(105)로부터 저전압, 고전류 구동을 수신한다. 본 실시 예에서, 무선주파수(r.f.) 전력은 UHF 영역에서 생성되며, 특히 마그네트론(102)에 의해 생성되는 2.45GHz 근처의 무선주파수(r.f.) 전력은 UHF 서큘레이터(103)에 전달되고, 그 출력은 선로(204)를 통해 전기 절연 안전 장벽을 제공하는 UHF 아이솔레이터(104)에 전달된다. 아이솔레이터(204)의 출력(205)은 코드(14)의 내부에 수용된 무선주파수(r.f.) 동축 케이블(14A)를 통해 핸드피스에 연결된다.

선로(202)에서의 마그네트론 고전압 전원공급장치의 전압 생성을 위해 CPU(109)로부터 동시에 제공되어야 할 두가지 제어가 필요하다. 첫째, 마그네트론 전류 요구 선로(215)는, 공급 선로(202) 상에서 마그네트론을 위한 전류 레벨을 결정함으로써 출력(203) 상에서 마그네트론(102)에 의해 생성된 무선주파수(r.f.) 전력의 즉각적인 무선주파수(r.f.) 출력 전력 레벨이 결정되도록, 전류 요구 신호를 CPU(109)로부터 마그네트론 고전압 전원공급장치(101)에 전송한다. 선로(202) 상에 생성된 전류는 마그네트론 전류 요구 제어선로(215) 상의 전압에 비례한다. 출력(203)에서 마그네트론에 의해 공급되는 무선주파수(r.f.) 전력 레벨이 공급선로(202) 상의 공급전류와 비례하므로, 제어선로(215) 상의 마그네트론 전류요구 신호는 무선주파수(r.f.) 출력 전력 레벨을 결정한다. 두번째, 가능(enablement) 신호를 CPU(109)로부터 마그네트론 고전압 전원공급장치(101)로 보내는 출력 가능(enablement)신호 제어선로(216)는 필수적으로 고전압 전원공급장치(101)를 ON/OFF 한다. CPU(109)가 제어선로(216) 상의 가능(enablement) 신호를 제어하므로, 출력 전류(202)와 선로(203) 상의 무선주파수(r.f.) 출력의 지속 시간이 결정된다.

그러므로, CPU(109)는 선로(215) 상의 마그네트론 전류요구 신호에 의한 출력 전력 레벨을 설정하고, 선로(216) 상의 가능(enablement) 신호에 의해 무선주파수(r.f.) 전력 출력의 발생 지속시간을 설정한다.

UHF 서큘레이터(103), 아이솔레이터(104), 그들 각각의 연결부(미도시) 및 핸드피스(12)로 이어지는 동축 케이블(14A)에서 발생하는 무선주파수(r.f.) 전력손실은 알려져 있거나, 그렇지 않다면 그에 대하여 보상된다. 그러므로, 플라스마 생성 핸드피스(12)에 대한 입력(205)에서의 무선주파수(r.f.) 전력 레벨이 결정된다.

압축된 질소 가스 공급기(107)는 연결수단(210)에 의해 가스 밸브(108)에 연결되어 있으며, 컨트롤 피드(212)를 통하여 CPU(109)에 의해 작동된다. 질소는 가스 공급 파이프(29, 도 2참조)를 통하여 핸드피스(12) 안으로 공급된다.

작동되는 동안, CPU(109)는 고압의 질소 가스가 핸드피스(12)에 공급되도록 제어선로(212)를 활성화한다. 마그네트론 고전압 전원공급장치(101)에 대한 마그네트론 전류요구는 제어선로(215) 상의 전압레벨에 의해 설정된다. 가스 공급기(107)로부터의 가스가 핸드피스(12)로 흘러들어 갈 때, 마그네트론 요구 제어선로(215) 상의 전압의 크기에 따르는 전력 레벨로 마그네트론 출력선로 상에 무선주파수(r.f.) 전력(203)의 생성을 야기하도록, 가능(enablement)신호 제어선로(216)가 CPU(109)에 의해 설정된다. 출력선로(103) 상의 무선주파수(r.f.) 전력은, 제어선로(216) 상의 가능(enablement)신호가 마그네트론 고전압 전원공급장치(101)를 활성화 시키는 한, 알려진 전력 레벨에서 생성된다.

플라스마 생성은 보통 무선주파수(r.f.) 전력이 핸드피스에 적용되고 0.5ms 이내에 시작된다. 플라스마 생성은 무선주파수(r.f.) 전력이 더이상 핸드피스에 적용되지 않거나 플라스마 생성을 유지하기 위해 요구되는 레벨 이하로 떨어지면 즉시 멈춘다.

각각의 플라스마 펄스의 생성 동안 다음의 과정이 일어난다.

1, 가스는 제어선로(212)를 통한 CPU(109)에 의해 공급되는 신호에 따라 가스 공급기(107)로부터 방출된다.

2. 전력선로(203)의 무선주파수(r.f.) 전력 레벨과 핸드피스(12)에 공급되는 무선주파수(r.f.) 전력은 제어선로(215) 상의 전압에 따라 결정된다.

3. 알려진 전력 레벨 P1과 펄스폭 T1을 가진 각각의 펄스는 제어선로(216)을 통한 마그네트론 고전압 전원공급장치(101)의 출력(202)을 활성화하는 것에 의해 생성된다(알려지고 반복되는 전파 및 다른 활성 지연은 무시).

4. 플라스마 생산은 보통 주기 T1의 시작으로부터 0.5ms 이내에 시작된다.

5. 주기 T1의 끝에서 제어선로(216)는 불능화 된다. 그에 따라, UHF 무선주파수(r.f.) 전력 출력(202)은 멈추고 플라스마 생성 또한 멈춘다.

6. 가스 공급기(107)는 주기 T1 이전에 또는 끝무렵에 밸브 제어선로(212)를 통하여 CPU(109)에 의해 불능화 되거나, 또는 상대적으로 단시간인 주기 T2 안에 요구되는 또 하나의 플라스마 펄스를 위해 유지되며, 그렇지 않으면 충분한 플라스마 생산을 보장하기 위해 필요한 대로 제어된다.

사용자 인터페이스(18)는 CPU(109)에 연결되고 사용자로 하여금 필요한 플라스마 펄스 파라미터를 설정할 수 있는 수단을 제공한다.

광학 검출기(36)는 장착 부재(38)에 의해 핸드피스(12)의 외측 표면에 연결되고, 플라스마 생성 챔버 내부로부터 복사에너지를 수신하며, 어댑터 출력 신호 선로(219)를 통해 CPU(109)에 출력을 전달한다. 신호선로(219) 상의 전압을 아날로그에서 디지털로 전환하는 것은 CPU(109)에서 이루어진다. 이러한 전환과, 충분히 빠른 비율로 신호선로(219) 상의 신호를 샘플링하는 것에 의해, CPU(109)는 신호의 광학 출력 프로파일을 결정할 수 있으며, 이것과 각각의 펄스 지속시간을 통한 정상적인 플라스마 펄스의 예상 거동과 비교할 수 있다. 만일 출력 프로파일이 정상적인 플라스마 펄스와 관계된 소정의 프로파일과 다르면, CPU(109)는 출력 프로파일과 많은 소정의 에러 프로파일들을 비교하고, 그에 따라, 플라스마 생성에 있어 고장이 발생한 때에, 이를 결정할 수 있다. 사용자 인터페이스(18)는 사용자에게 고장 유형을 알리기 위해 사용될 수 있다.

만일, 고장의 결과로서 즉각적인 플라스마 생성의 종결이 필요하다면, CPU(109)는 신호선로(216)를 불능화 시키고, 더 이상의 플라스마 생성을 중지시킨다.

이제, 도 7을 참조하면, 여섯 개의 가능한 에러가 광학 검출기(36)로부터 수신된 출력 신호(219)에 응답하여 CPU(109)에 의해 결정될 수 있다.

일단 플라스마 펄스가 방출되면(단계 300) CPU(109)는 광학 검출기(36)로부터의 광학 출력이 무선주파수(r.f.) 전력의 적용으로부터 약 0.5ms 이내에 기록되는지 여부를 결정한다(단계 302). 긍정인 경우라면, CPU(109)는, 무선주파수(r.f.) 전력의 공급이 정지할 때까지, 출력이 소정의 하부 한계값 a 위에, 그리고 소정의 상부 한계값 b 아래에서 근사적으로 일정한 값으로 계속되는지 결정한다(단계 304). 긍정인 경우라면, 시스템이 최적의 플라스마 생성과 함께 올바르게 기능 하고 있는 것으로 간주 된다. 주기 T1의 끝에서 CPU는 선로(216) 상의 제어신호에 의해 마그네트론 고전압 전원공급장치(101)를 불능화 시키고 더 이상의 무선주파수(r.f.) 전력의 생성을 중지시킨다.

만일, 또 다른 펄스가 필요하다면(사용자 인터페이스(18)를 통해 사용자에 의해 설정된 파라미터에 의해 결정됨)(단계 306), 시스템은 단계(300)로 돌아가고, 또 다른 플라스마 펄스가 방출된다.

출력이 무선주파수(r.f.) 전력 공급의 시작으로부터 0.5ms 이내에 기록되는 경우에 있어서, 출력이 상부 및 하부 한계값 b와 a 사이에서 근사적으로 일정한 값으로 계속되고 있지 않은 경우에, CPU(109)는 출력이 소정의 시간 동안 최대값에 있는 지를 결정하고, 그런 경우라면 불발 에러(310)을 등록하고, 그때 CPU(109)는 신호선로(216)을 통해서 주기 T1의 나머지 동안 더 이상의 무선주파수(r.f.) 전력이 공급되는 것을 방지하고, 사용자 인터페이스(18)을 통해서 사용자에게 알린다. 만일 단계(308)에서 출력이 소정 시간 동안 하부 한계값 아래 레벨에 있는 경우에는 CPU(109)는 신호선로(216)를 통해 주기 T1의 나머지 동안 더 이상의 무선주파수(r.f.) 전력의 공급을 중지하고 사용자 인터페이스(18)을 통해 사용자에게 알린다.

만일, 플라스마 펄스 방출(300) 이후에, 출력 신호가 무선주파수(r.f.) 전력 발생으로부터 근사적으로 0.5ms 이내에 기록되지 않는다면, CPU(109)는 출력이 무선주파수(r.f.) 전력의 적용으로부터 근사적으로 1ms 이내에 기록되는지 여부를 결정한다(단계 314). 만일 출력이 1ms 이내에 기록된다면, CPU(109)는 출력이 소정의 하부 한계값 a 위에서 그리고 소정의 상부 한계값 b 아래에서 근사적으로 일정한 값으로 계속되는지를 결정하고, 긍정인 경우라면, 지연된 플라스마 생성 에러(318)가 일어났으며 만족스럽지 않은 것으로 결정된다. 이러한 경우에 CPU는 정확한 에너지 전달을 보장하기 위한 수단으로서 플라스마 생성에 있어서 지연을 보상하기 위해 주기 T1을 연장시킬 수 있다. 만일, 단계(316) 동안, 소정 시간 동안 출력이 상부 및 하부의 한계 값 b 와 a의 위 또는 아래에 있는 것으로 결정되면, CPU는 신호선로(216)를 통해 주기 T1의 나머지 동안 더 이상의 무선주파수(r.f.) 전력이 공급되는 것을 방지하고, 사용자 인터페이스(18)를 통해 사용자에게 미지 에러(320)가 있음을 알린다.

만일, 플라스마 펄스가 단계(300)에서 방출된 후, 출력이 단계 314에서 근사적으로 1ms 후에 기록되지 않으면, CPU(109)는 출력이 무선주파수(r.f.) 전력의 적용으로부터 근사적으로 4ms 이내에 기록되는지를 결정한다(단계 322). 긍정인 경우라면 CPU는 제어선로(216)를 사용하여 주기 T1의 나머지 동안 더 이상의 무선주파수(r.f.) 전력 공급을 중지시키고, 사용자 인터페이스(18)를 통해 사용자에게 미지 에러(320)를 알린다. 그러나, 만일, 출력이 무선주파수(r.f.) 전력의 공급으로부터 근사적으로 4ms 후에도 여전히 기록되지 않는다면(단계 322), CPU(109)는 노즐 누락 또는 고장 에러(단계 324)를 기록한다. 그러한 경우에, CPU(109)는 신호선로(216)를 통해 전력이 핸드피스(12)로 공급되는 것을 중지시킨다.

광학 스펙트럼의 일부분을 바람직하게 선택하거나(인간의 눈에 보이는지 아닌지) 약화시키기 위해 광학 필터의 사용을 통하거나 또는 검출기, 검출기들 또는 그들 조합의 스펙트럼 응답 특성을 통하는 등, 고장 조건을 결정하는 시스템 능력을 최적화하기 위해 채용될 수 있는 알려진 기술을 사용하는 것은, 본 발명 기술분야의 기술자에게는 명백할 것이다.

또한, 단순한 광학 검출기에 추가하거나 또는 대신하여 채용될 수 있는 스펙트로미터 같은 장치의 사용은 본 발명 기술분야의 기술자에게는 명백할 것이다.

또한, 채용될 수 있는 검출기 및 연계된 광학 필터로 향하는 빛 입구의 다른 각도에 따라, 감지된 총량의 광학 레벨에 대한 기여분을 선택적으로 가중하는 것과 같은 방법은 본 발명의 기술분야의 기술자에게는 명백할 것이다.

10: 베이스 유닛 12: 핸드헬드 조직 치료 기구(핸드피스)
12A: 핸드피스 몸체 12B: 노즈 어셈블리
14: 코드 16: 무선 주파수 발생기
18: 사용자 인터페이스 20: 기구 홀더
24: 내측 전극 26: 외측 전극
28: 튜브 28A: 출구 노즐
30: 나선형 코일 36: 광학 검출기
40: 구멍 44: 신호 케이블
46: 광섬유 48: 장착 부재

Claims

무선주파수(r.f.) 발생기, 치료기구 및 광학 분석장치를 포함하고,
상기 치료기구는,
플라스마 출구 노즐까지 형성되고 이온화 가능한 가스의 공급부에 연결되는 가스 도관 및, 상기 도관과 연관되고 상기 발생기에 연결되며, 상기 발생기에 의한 무선주파수(r.f.) 전압에 의해 동력이 공급될 때 상기 도관에서 전기장을 생성함으로써, 상기 치료기구에 가스가 공급될 때 상기 도관을 통해 흐르는 이온화 가능한 가스에서 플라스마를 생성하도록 배치된 한 쌍의 전극을 구비하며,
상기 광학 분석장치는,
상기 플라스마에 의해 방출되는 복사에너지를 상기 도관 내로부터 직접 수신하기 위해 배치된 적어도 하나의 광학 검출기;
출력 신호 값을 기준 값과 비교하고, 소정 비교 결과에 대한 응답으로서 장치 내에서의 고장을 나타내는 고장신호를 발생하기 위해 상기 적어도 하나의 광학 검출기로부터 출력 신호를 처리하기 위한 프로세서 스테이지; 및
상기 고장신호에 대한 응답으로서 상기 발생기의 무선주파수(r.f.) 동력 발생을 제어하기 위한 제어 스테이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 조직 치료 장치.
제 1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 광학 검출기는 상기 치료기구의 측면에 형성된 구멍을 통해 복사에너지를 수신하는 것을 특징으로 하는 조직 치료 장치.
제 1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 광학 검출기에 상기 플라스마에 의해 방출된 복사에너지를 안내하기 위해 적어도 하나의 광섬유를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조직 치료 장치.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 치료기구에 공급되는 이혼화 할 수 있는 가스의 흐름을 제어하기 위해 배치되는 것을 특징으로 하는 조직 치료 장치.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
사용자 인터페이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조직 치료 장치.
제 5항에 있어서, 상기 조직 치료 장치는,
상기 사용자 인터페이스를 통해 사용자에게 고장을 표시하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조직 치료 장치.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어수단은 중지와 같은 특정한 고장 신호가 상기 프로세서에 의해 수신되는 경우 더 이상의 플라스마 생성을 중지하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 조직 치료 장치.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어수단은 플라스마의 생성 중지를 요구하지 않는 특정한 고장 신호가 상기 프로세서에 의해 수신된 경우, 계속 플라스마 생성을 허용하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 조직 치료 장치.
제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세서 및 제어 스테이지는 상기 발생기의 일부분을 형성하는 것을 특징으로 하는 조직 치료 장치.
제 1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세서 스테이지는, 상기 광학 분석장치의 출력신호가, 무선주파수(r.f.) 동력이 상기 발생기로부터 상기 치료기구에 전달되기 시작한 후 소정 기간 내에 상기 도관 내의 복사에너지가 부족한 것으로 나타나는 때에, 고장신호를 발생시키기 위해 배치되는 것을 특징으로 하는 조직 치료 장치.
제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조직 치료 장치는,
상기 프로세서 스테이지는, 상기 광학 분석장치의 출력신호가, 상기 발생기에 의한 무선주파수(r.f.) 동력 발생 동안 상기 도관 내의 복사에너지가 근사적으로 일정하게 유지되지 않는 것으로 나타나는 때에, 고장신호를 발생하기 위해 배치되는 것을 특징으로 하는 조직 치료 장치.
무선 주파수(r.f.) 발생기, 플라스마 출구 노즐까지 형성되는 가스 도관을 구비한 치료기구 및 광학 분석 장치를 구비하고, 상기 치료기구는 상기 발생기 및 이온화 가능한 가스의 공급부에 연결되고, 이온화 가능한 가스가 공급되고 상기 발생기에 의해 동력이 공급되었을 때, 상기 노즐에서 플라스마가 생성되도록 작동하는 조직 치료 장치의 제어 방법으로서,
가스 도관으로부터 이온화 가능한 가스를 공급하는 단계;
상기 도관 내에 전기장을 생성함으로써 상기 도관을 흐르는 이온화 가능한 가스에 플라스마를 생성하도록, 상기 도관에 연계된 한 쌍의 전극에 무선주파수(r.f.) 전압을 적용하기 위해 상기 발생기를 작동시키는 단계;
적어도 하나의 광학 검출기에서 플라스마에 의해 방출된 복사에너지를 수신하되, 상기 복사에너지는 상기 도관 내로부터 직접적으로 수신되는 단계;
적어도 하나의 광학 검출기로부터 출력된 신호 값과 기준 값을 비교하는 단계;
소정 비교 결과에 대한 응답으로서 상기 장치 내에서 고장임을 나타내는 고장신호를 생성하는 단계; 및
상기 고장신호에 대한 응답으로서 상기 발생기에 의한 무선주파수(r.f.) 동력 발생을 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 조직 치료 장치의 제어 방법.
제 12항에 있어서,
상기 고장신호는 상기 발생기의 동작이 시작된 후 소정 시간 간격 내에 상기 도관 내에 복사에너지가 부족한 것으로 나타나는 경우 발생하는 것을 특징으로 하는 조직 치료 장치의 제어 방법.
제 12항 또는 제 13항에 있어서,
상기 고장신호는 상기 발생기가 작동하는 동안 상기 도관 내의 복사에너지가 근사적으로 일정하게 유지되지 않는 것으로 나타나는 경우 발생 되는 것을 특징으로 하는 조직 치료 제어 방법.
제 12항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복사에너지는 적어도 하나의 광섬유를 통해 적어도 하나의 광학 검출기에 의해 수신되는 것을 특징으로 하는 조직 치료 제어 방법.