KR20110093544A - 고주파 전기 수술용 전극의 가이드 및 이를 포함하는 고주파 전기 수술용 전극 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전극이 생체 내로 삽입될 때, 피부에서는 복수 개의 전극이 좁은 간격으로 삽입되어, 타겟인 생체 기관에서는 삽입될 때의 간격보다 넓게 퍼져서 생체 기관을 응고, 괴사시킬 수 있도록 안내하는 생체 소작용 전극의 가이드 및 이를 포함하는 생체 소작용 전극을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 고주파 전기 수술용 전극의 가이드에 있어서, 소정의 부피를 가지는 몸체 및 몸체를 관통하며 전극을 가이드하는 복수 개의 관통홀을 구비하고, 복수 개의 관통홀 사이의 간격이 몸체의 일측에서 타측으로 갈수록 점점 벌어지는 것을 특징으로 하는 고주파 전기 수술용 전극의 가이드를 제공한다.

Description

고주파 전기 수술용 전극의 가이드 및 이를 포함하는 고주파 전기 수술용 전극{GUIDE FOR ELECTRODE FOR RADIOFREQUENCY TISSUE ABLATION AND ELECTRODE FOR RADIOFREQUENCY TISSUE ABLATION HAVING THE SAME}

본 발명은 생체 소작용 전극이 생체 내로 삽입될 때 전극의 위치를 바르게 안내할 수 있는 가이드 및 이러한 가이드를 포함하는 생체 소작용 전극에 관한 것이다.

일반적으로 길다란 중공관체 형상의 전극을 생체조직에 관통 삽입시켜 원하는 생체조직을 고주파 에너지로 응고(Coagulation 혹은 Ablation)시키는 기술은 이미 공지되어 있다. 이 경우, 생체조직에 고주파 출력을 흘려주면 생체조직이 가열되어 다소 복잡한 생화학적 기구에 의해 생체조직과 혈관이 응고되는데, 이러한 공정은 대략 55℃ 이상에서 세포 내 단백질의 열변형에 의한 세포(조직, 혈관 및 혈액을 포함)의 응고에 의해 주로 이루어진다.

특수한 고안을 하지 않은 전극으로는 비교적 큰 종양을 완전히 없앨 수 없음으로 대부분의 종양 치료용 전극은 전극의 단면적을 넓히거나, 조직이 최대한 타지 않도록 하기 위해 전극을 적당히 냉각시켜 전극 주변조직이 타지 않게 하면서 최대한 고주파가 나가도록 하는 방법이 있다. 그러나, 전극 냉각 방식은 가느다랗고 직선형이라는 장점에도 불구하고 응고 피부가 상대적으로 작은 단점이 있다. 이를 극복하기 위해 내부 냉각식 전극을 3개를 모아 놓은 전극은 Cosman 등이 발명한 바 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 고주파 전기 수술용 전극의 가이드를 도시한 도면이다. 가이드는 원통형의 강체(rigid body)인 몸체(10)와, 몸체(10)를 관통하며, 그 내부로 전극이 삽입되어 안내될 수 있는 관통홀(20)을 포함한다. 고주파 전기 수술용 전극은 한번의 출력으로 넓은 면적을 응고, 괴사시킬 수 있도록 복수 개가 간격을 두고 구비되기도 한다. 간과 같은 주요 장기의 경우 갈비뼈 속에 위치해 있기 때문에, 전극이 갈비뼈 사이의 공간을 통과하여야 하므로, 복수 개의 전극 사이의 간격은 갈비뼈 사이의 공간을 통과할 수 있을 정도로 좁아야 한다. 따라서 복수 개의 전극을 구비하는 경우에도, 그 전극 사이의 간격을 넓히는 데에는 한계가 있고, 이로 인해 열발생 부위가 좁은 부위에 몰려 역시 더 큰 응고 범위를 만들지 못하는 한계가 있었다.

본 발명은 전극이 생체 내로 삽입될 때, 피부에서는 복수 개의 전극이 좁은 간격으로 삽입되어, 타겟인 생체 기관에서는 삽입될 때의 간격보다 넓게 퍼져서 생체 기관을 응고, 괴사시킬 수 있도록 안내하는 생체 소작용 전극의 가이드 및 이를 포함하는 생체 소작용 전극을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 고주파 전기 수술용 전극의 가이드에 있어서, 소정의 부피를 가지는 몸체 및 몸체를 관통하며 전극을 가이드하는 복수 개의 관통홀을 구비하고, 복수 개의 관통홀 사이의 간격이 몸체의 일측에서 타측으로 갈수록 점점 벌어지는 것을 특징으로 하는 고주파 전기 수술용 전극의 가이드를 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 일 태양으로서, 관통홀 사이의 간격이 넓은 측의 간격은 대략 5mm인 것을 특징으로 하는 고주파 전기 수술용 전극의 가이드를 제공한다.

또한, 본 발명은 시술자가 손으로 잡을 수 있는 핸들부; 핸들부에 길게 연장되도록 설치되고, 생체 내로 삽입되며 고주파 전류를 흘릴 수 있는 복수 개의 전극; 전극들이 생체로 삽입되는 방향으로 갈수록 전극들 사이의 간격이 점점 벌어지도록 전극들을 잡아주는 가이드; 그리고, 전극들에 전류를 선택적으로 공급하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파 전기 수술용 전극을 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 일 태양으로서, 수동적으로 각각의 전극으로 전류를 단속할 수 있는 복수개의 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파 전기 수술용 전극을 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 일 태양으로서, 제어부는 자동으로 각각의 전극으로 선택적으로 설정 시간 동안 전류를 단속하는 제어 알고리즘에 의해 작동되는 것을 특징으로 하는 고주파 전기 수술용 전극을 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 일 태양으로서, 제어 알고리즘은 각각의 전극에서 측정된 임피던스를 고려하여 각각의 전극으로 공급되는 전류를 단속하는 시간이 설정된 것을 특징으로 하는 고주파 전기 수술용 전극을 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 일 태양으로서, 복수 개의 전극은 중공이며, 중공의 전극 내부로부터 생체 내로 식염수를 주입하는 주입 유로;를 더 포함하며, 제어부는 전극들 중 어느 하나라도 전류가 공급되는 동안 식염수를 모든 전극들의 주입 유로를 통하여 생체 내로 주입하는 것을 특징으로 하는 고주파 전기 수술용 전극을 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 태양으로서, 복수 개의 전극은 중공이며, 중공의 전극 내부를 순환하는 냉각수가 흐르는 유로를 더 포함하며, 제어부는 전극들 중 어느 하나라도 전류가 공급되는 동안 냉각수가 전류가 흐르는 전극을 내부에 형성된 유로를 흐르도록 제어하는 것을 특징으로 하는 고주파 전기 수술용 전극을 제공한다.

본 발명이 제공하는 가이드 및 이를 구비하는 고주파 전기 수술용 전극은 피부 근처에서는 좁은 간격을 두고 전극이 삽입되어, 응고, 괴사시키고자 하는 생체에서는 전극 사이의 간격이 벌어져, 한 번의 소작 시에 보다 넓은 면적의 생체 조직을 응고, 괴사시킬 수 있다.

또한 본 발명이 제공하는 가이드 및 이를 구비하는 고주파 전기 수술용 전극은, 기존의 전극 구성이나 배치를 변경하지 않고 가이드만을 추가로 구비함으로써, 보다 넓은 면적의 생체 조직을 응고, 괴사시킬 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 고주파 전기 수술용 전극의 가이드를 도시한 도면;
도 2는 본 발명에 따른 고주파 전기 수술용 전극에 적용된 가이드의 일예를 도시한 도면;
도 3은 본 발명에 따른 고주파 전기 수술용 전극의 일예를 도시한 도면;
도 4는 본 발명에 따른 고주파 전기 수술용 전극을 사용한 시술 일예를 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 전기 수술용 전극의 가이드를 도시한 도면이다. 고주파 전기 수술용 전극의 가이드는, 강체(rigid body)인 몸체(110)와 몸체(110)를 관통하는 복수 개의 관통홀(120)을 포함한다. 복수 개의 관통홀(120) 내로 고주파 전기 수술용 전극이 삽입되어, 전극이 피부를 뚫고 들어가는 위치가 안내된다. 이때 복수 개의 관통홀(120) 사이의 간격은 일측(A)에서 타측(B)으로 갈수록 점점 벌어진다. 예를 들어, 일측(A)에서의 관통홀(20) 사이의 간격이 4mm인 경우 타측(B)에서의 관통홀(120) 사이의 간격은 5mm로, 일측(A)에서 타측(B)으로 갈수록 관통홀(120) 사이의 간격이 점점 넓어지도록 관통홀(120)이 소정 각도 기울어지게 형성된다. 관통홀(120)의 기울어진 각도에 따라 전극이 생체 내로 삽입되어, 응고 괴사시키고자 하는 위치에 도달했을 때의 전극 사이의 간격이 달라진다. 따라서 관통홀(120)의 기울어진 각도 또는 몸체의 일측(A)에서와 타측(B)에서의 관통홀(120)의 관통홀(120) 사이의 간격 차는 응고 괴사시키고자 하는 생체 조직의 크기에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

바람직하게는 몸체(10)는 경도가 높은 비전도성 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

표 1은 동일한 고주파 전기 수술용 전극 3개를 서로 5mm 간격 및 10mm 간격으로 각각 쇠고기를 응고, 괴사시키는 실험을 한 결과를 보여준다.

전극 간격	회차	평균 임피던스	총 에너지	평균 출력	온도	분당 유량 (cc/min.)	전체 소작 사이즈(mm)	완전 소작 부분 직경	소작부분 volume
5mm	1	65	65,640	91.2	6	210	5*5	4	33
	2	50	56,190	78	6	210	5.5*5.5	2.8	11
	3	50	57,870	80.4	7	210	6*6	3.1	16
	평균	55	59,900	83.2	6.3	210			20
10mm	1	50	88,290	122.6	6	210	6.5*6.5	3.2	17
	2	60	93,900	130.4	7	210	4.5*4.5	4.4	45
	3	60	86,940	120.8	7	210	5.6*5.6	4.8	58
	평균	56.7	89,710	124.6	6.7	210		4.1	39.8

전극 간의 간격이 5mm일 때보다, 10mm일 때 전체적인 응고 범위가 커지는 것을 알 수 있다. 또한 전극 사이의 간격이 넓을 때, 총 에너지 양도 커지는 것을 알 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 고주파 전기 수술용 전극을 도시한 도면이다. 고주파 전기 수술용 전극은, 냉각수, RF 케이블을 고정하는 역할을 하며, 시술자가 전극의 조작을 위해 손으로 잡을 수 있는 핸들부(210)와, 핸들부(210)의 일단에서 길게 연장되며, 생체 내로 삽입되어 고주파 전류를 흘려 생체 조직을 응고, 괴사시키는 복수개의 전극(220)과, 핸들부(210)에 구비되어 전극들(220)에 선택적으로 고주파 전류가 흐르도록 제어하는 스위치부(230)를 포함한다. 또한 전극(220)이 생체 내로 삽입 시에 휘어지지 않고 쉽게 삽입되며, 삽입 위치를 안내하고, 전극(220)이 생체 내로 삽입되어 깊이 들어갈수록 전극(220) 사이의 간격이 넓어지도록 안내하는 가이드(100)를 더 포함한다.

가이드(100)는 앞서 설명한 바와 같이, 강체인 몸체(110)와 몸체(110)를 관통하는 관통홀(120)을 포함한다. 또한, 가이드(100)는 바람직하게는 핸들부(210)의 선단의 형상 및 크기와 대응하는 요홈(130)을 구비하여, 핸들부(210)와 가이드(100)의 밀착성을 높여 좀 더 안정적으로 전극(220)을 지지할 수 있다.

전극(220)의 구성은 종래의 고주파 전기 수술용 전극에서 채택되는 여러 구성 중에서 선택될 수 있는데, 냉각수인 식염수가 전극(220)을 통해 생체 내로 흘러들어가 전극(220)을 냉각하는 동시에 생체 내에서의 전기 전도성을 높이는 제1 구성, 전극(220)으로부터 냉각수가 생체로 흘러가지 않고 전극(220) 내에서만 냉각수가 순환하는 제2 구성 중에서 어느 하나가 채택될 수 있다. 일예로, 전극(220)은 세 개의 전극(221,222,223)으로 이루어지는데, 상기에서 설명한 바와 같이 가이드(100)에 의해 묶음될 수 있으며, 전극(220)이 생채에 삽입되는 방향으로 갈수록 전극들(221,222,223) 사이의 간격이 벌어지도록 묶음된다.

상기와 같은 전극(220)은 고주파가 흐르면서 생체 조직을 응고시키는 비절연 부분과 그렇지 않는 절연 부분을 포함하는데, 응고 부위를 보다 구형에 가깝게 형성하기 위하여 전극(220)의 비절연 부분의 길이를 기존에 2.5cm에서 3cm 또는 더욱 바람직하게는 3.5 ~ 4cm 정도까지 늘어나도록 구성한다. 그런데, 본 발명에서와 같이 복수개의 전극(221,222,223)을 채택하는 동시에 각각의 전극(221,222,223)에서 비절연 부분이 길어지면, 임피던스가 낮아져 고주파의 저항열이 대폭 줄어들 뿐 아니라 고주파 전류가 과도하게 흐르게 되는 일종의 합선된 상태가 된다. 따라서, 복수개의 전극(221,222,223)을 채용한 본 발명에서는, 제어부(미도시)가 한꺼번에 모든 전극에 전류를 인가하지 않고, 전극들(221,222,223)에 선택적으로 전류를 인가할 수 있도록 스위치부(230)가 구비되거나, 제어부 자체에 제어 알고리즘을 포함하도록 구성된다.

보다 상세하게, 스위치부(230)는 제어부로부터 세 개의 전극(221,222,223)에 공급되는 전류를 선택적으로 차단하는 세 개의 스위치(231,232,233)로 이루어지는데, 핸들부(210)에 구비될 수 있어 시술자가 손쉽게 시술 상황에 맞추어 수동으로 조절할 수 있도록 한다. 한편, 스위치부(230)가 구비되지 않더라도 제어부 자체에 각각의 전극으로 공급되는 전류를 선택적으로 차단하는 제어 알고리즘을 포함하도록 구성할 수 있다. 이때, 제어 알고리즘은 설정 시간 동안 특정 전극에 전류가 공급되도록 자동적으로 제어할 수도 있지만, 응고 부위의 상황을 고려할 수 있도록 각각의 전극에서 임피던스를 측정하고, 측정된 임피던스를 고려하여 각각의 전극에 적합한 시간 동안 전류를 단속시키도록 제어할 수도 있다. 또한, 전극들(221,222,223)은 전기 전도성을 높이기 위하여 생체로 식염수를 공급하거나, 냉각을 위하여 내부에서만 순환하도록 냉각수가 흐르는 구성을 채택할 수 있는데, 제어부는 전극들(221,222,223)에 공급되는 전류가 선택적으로 단속되더라도 보다 넓은 범위에서 응고 현상이 이뤄지도록 할 뿐 아니라 탄화 현상을 방지하기 위하여 전극들 내부로 지속적으로 식염수(냉각수)를 공급하도록 제어하는 것이 바람직하다.

도 4는 본 발명에 따른 고주파 전기 수술용 전극을 사용한 시술 일예를 도시한 도면을 참고하여, 간의 일부 조직을 응고시키는 시술을 살펴보기로 한다.

먼저, 간(Liver : L)의 시술 부위와 대응되는 피부(Skin : S)에 가이드(100)를 맞닿도록 하는데, 간(L)이 갈비뼈들(Ribs : R) 밑에 위치하기 때문에 가이드(100)를 갈비뼈들(R) 사이에 위치하도록 피부에 눌러준다. 다음, 핸들부(210)와 전극들(220)이 가이드(100)에 끼워지는데, 전극들(220)이 가이드(100)에 끼워져 피부를 뚫고 들어가는 동시에 서로 간격이 벌어지면서 최종적으로 간에 비교적 넓은 부분에 꽂히게 되고, 핸들부(210)가 가이드(100) 위에 안착되면서 고정된다.

따라서, 전극들(220)이 간에 꽂아지면, 전극들(220)을 통하여 전류가 공급되는 동시에 식염수가 공급되도록 하면서 시술이 이루어진다. 이때, 복수개의 전극(220)이 사용됨에 따라 전극들(220) 전체에 한꺼번에 전류가 공급되면, 임피던스가 낮아져 간(L)을 응고시키기 어렵기 때문에 선택적으로 전극들(220)에 전류를 공급하여 보다 제한된 범위에서 집중적으로 응고가 이루어지도록 한다. 물론, 시술자가 핸들부(210)에 구비된 스위치부(230)를 통하여 선택적으로 전극들로 공급되는 전류를 단속시키거나, 제어부에 포함된 제어 알고리즘에 의해 선택적으로 전극들(220)로 공급되는 전류를 단속시킬 수 있으며, 응고 부위의 임피던스를 고려하여 조절할 수도 있다.

이상에서, 본 발명은 본 발명의 실시예 및 첨부도면에 기초하여 예로 들어 상세하게 설명하였다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.

Claims (8)

1. 고주파 전기 수술용 전극의 가이드에 있어서,
   소정의 부피를 가지는 몸체; 및
   몸체를 관통하며 전극을 가이드하는 복수 개의 관통홀;을 구비하고,
   복수 개의 관통홀 사이의 간격이 몸체의 일측에서 타측으로 갈수록 점점 벌어지는 것을 특징으로 하는 고주파 전기 수술용 전극의 가이드.
2. 제1항에 있어서,
   관통홀 사이의 간격이 넓은 측의 간격은 대략 5mm인 것을 특징으로 하는 고주파 전기 수술용 전극의 가이드.
3. 시술자가 손으로 잡을 수 있는 핸들부;
   핸들부에 길게 연장되도록 설치되고, 생체 내로 삽입되며 고주파 전류를 흘릴 수 있는 복수 개의 전극;
   전극들이 생체로 삽입되는 방향으로 갈수록 전극들 사이의 간격이 점점 벌어지도록 전극들을 잡아주는 가이드; 그리고,
   전극들에 전류를 선택적으로 공급하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파 전기 수술용 전극.
4. 제3항에 있어서,
   수동적으로 각각의 전극으로 전류를 단속할 수 있는 복수개의 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파 전기 수술용 전극.
5. 제3항에 있어서,
   제어부는 자동으로 각각의 전극으로 선택적으로 설정 시간 동안 전류를 단속하는 제어 알고리즘에 의해 작동되는 것을 특징으로 하는 고주파 전기 수술용 전극.
6. 제5항에 있어서,
   제어 알고리즘은 각각의 전극에서 측정된 임피던스를 고려하여 각각의 전극으로 공급되는 전류를 단속하는 시간이 설정된 것을 특징으로 하는 고주파 전기 수술용 전극.
7. 제3항 또는 제4항에 있어서,
   복수 개의 전극은 중공이며, 중공의 전극 내부로부터 생체 내로 식염수를 주입하는 주입 유로;를 더 포함하며,
   제어부는 전극들 중 어느 하나라도 전류가 공급되는 동안 식염수를 모든 전극들의 주입 유로를 통하여 생체 내로 주입하는 것을 특징으로 하는 고주파 전기 수술용 전극.
8. 제3항 또는 제4항에 있어서,
   복수 개의 전극은 중공이며, 중공의 전극 내부를 순환하는 냉각수가 흐르는 유로;를 더 포함하며,
   제어부는 전극들 중 어느 하나라도 전류가 공급되는 동안 냉각수가 전류가 흐르는 전극을 내부에 형성된 유로를 흐르도록 제어하는 것을 특징으로 하는 고주파 전기 수술용 전극.

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