KR20120108624A - 광 수술 장치 및 이의 제어방법 - Google Patents

광 수술 장치 및 이의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광 수술 장치 및 이의 제어방법에 관한 것으로, 서로 다른 파장을 갖는 두 종류의 광을 발생시키는 광 발생부, 체내에 삽입 가능하게 설치되어 상기 광 발생부에서 발생되는 서로 다른 파장을 갖는 두 종류의 광을 택일적으로 수술부위에 조사하는 광 조사부 그리고, 제어 신호에 근거하여 상기 광 조사부로 조사되는 광의 조사 패턴을 제어하는 제어부를 포함하는 광 수술장치 및 이의 제어방법을 제공한다.
본 발명에 의할 경우, 서로 다른 두 파장의 광을 교차로 조사하여 체내 조직을 절개하고 즉시 지혈이 이루어지면서 수술을 진행할 수 있어, 수술 시간이 단축되고 수술자의 편의성이 개선되는 효과가 있다.

Description

광 수술 장치 및 이의 제어방법{AN OPTICAL DEVICE FOR SURGERY AND AN METHOD FOR CONTROLLING THEREOF}
본 발명은 광 수술 장치 및 이의 제어방법에 관한 것으로, 구체적으로 수술 중 체내 조직 일부를 절개하기 위한 광 수술 장치 및 이의 제어방법에 관한 것이다.
최근 들어 인체에 광을 조사하여, 인체 조직에 흡수되는 광 에너지에 의해 조직의 상태를 변화시키는 방식으로 치료하는 기술이 널리 적용되고 있다.
이러한 광을 이용한 치료 장치는 일반적으로 레이저를 광원으로 이용하는 제품이 널리 이용되고 있다. Nd:YAG 레이저, KTP 레이저, ER:YAG 레이저, CO2 레이저, Ho:YAG 레이저, 루비레이저, 알렉산드라이트 레이저 등 다양한 파장대역의 레이저가 이용되고 있으며, 제모, 피부 관리 등의 용도부터 외과 및 내과 수술 장치에까지 널리 적용되고 있다.
특히 체내 조직에 대한 시술을 진행하는 내과 수술은 기존의 각종 수술 도구를 체내로 삽입하여 시술하는 대신에, 광 파이버를 통하여 레이저를 조사하는 광 수술장치로 대체되고 있으며, 레이저의 파장에 따른 흡수 특성을 이용하여 체내 조직을 절개하거나 지혈시키는 등의 다양한 시술에 적용하고 있다.
그러나, 종래의 광 수술장치의 경우 단일 파장의 광을 조사하는 광원을 구비하는 것이 일반적이다. 이 경우, 단일 파장 대역의 광으로는 다양한 흡수 특성을 구현할 수 없어, 다양한 시술을 수행할 수 없는 단점이 있었다.
본 발명은 다양한 종류의 광을 조사할 수 있는 광원을 구비하여, 다양한 시술을 진행할 수 있는 광 치료장치 및 이의 제어방법을 제공하기 위함이다.
전술한 본 발명의 목적은, 서로 다른 파장을 갖는 두 종류의 광을 발생시키는 광 발생부, 체내에 삽입 가능하게 설치되어 상기 광 발생부에서 발생되는 서로 다른 파장을 갖는 두 종류의 광을 택일적으로 수술부위에 조사하는 광 조사부 그리고, 제어 신호에 근거하여 상기 광 조사부로 조사되는 광의 조사 패턴을 제어하는 제어부를 포함하는 광 수술장치에 의해 달성될 수 있다.
여기서, 상기 광 조사부는 상기 수술 부위의 조직을 절개할 수 있는 제1 광 및 상기 조직을 지혈할 수 있는 제2 광을 조사할 수 있다. 이때, 제어부는 제1 광이 제2 광보다 큰 출력으로 조사되도록 제어할 수 있다.
그리고, 제1 광 및 제2 광은 주기적으로 단속되는 펄스광이며, 제2 광은 제1 광보다 짧은 시간 동안 단속되며 조사되도록 제어될 수 있다. 또는 제1 광은 펄스광으로 조사되고, 제2 광 조사부는 연속광으로 조사되도록 제어되는 것도 가능하다
일예로서, 제1 광은 1444nm 파장을 갖는 광이고, 상기 제2 광 조사부는 1064nm 파장의 광을 이용할 수 있다.
그리고, 상기 광 발생부와 상기 광 조사부 사이에 형성되며, 상기 제1 광 및 상기 제2 광이 진행하는 경로를 형성하는 광 전달부를 더 포함하고, 상기 광 전달부는 상기 제1 광 발생기에서 발생되는 상기 제1 광이 전달되는 경로를 형성하는 제1 경로 및 상기 제2 광 발생기에서 발생되는 상기 제2 광이 전달되는 경로를 형성하는 제2 경로를 포함하도록 구성할 수 있다.
한편, 전술한 본 발명의 목적은 광 발생부로부터 절개용 광을 발생시키는 단계, 상기 절개용 광을 광 조사부를 통해 수술 부위에 조사하는 단계, 상기 광 발생부로부터 지혈용 광을 발생시키는 단계 그리고, 상기 지혈용 광을 상기 광 조사부를 통해 상기 절개된 부위에 조사하는 단계를 포함하고, 상기 절개용 광 및 상기 지혈용 광은 서로 다른 파장의 광으로 생성되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 광 수술장치의 제어방법에 의해서도 달성될 수 있다.
이때, 상기 절개용 광을 조사하는 단계는 상기 지혈용 광을 조사하는 단계보다 광 조사부를 통해 더 큰 출력으로 광을 조사하도록 제어할 수도 있고, 상기 절개용 광을 조사하는 단계는 기 설정된 주기로 150㎲ 이상의 시간동안 단속되는 광을 조사하되 상기 지혈용 광을 조사하는 단계는 기 설정된 주기로 150㎲ 이하의 시간동안 단속되는 광을 조사하도록 제어할 수도 있다.
나아가, 상기 절개용 광을 조사하는 단계는 상기 지혈용 광이 진행하는 광 경로를 차단하고, 상기 지혈용 광을 조사하는 단계는 상기 절개용 광이 진행하는 광 경로를 차단하도록 제어하는 것도 가능하다.
본 발명에 의할 경우, 서로 다른 두 파장의 광을 교차로 조사하여 체내 조직을 절개하고 즉시 지혈이 이루어지면서 수술을 진행할 수 있어, 수술 시간이 단축되고 수술자의 편의성이 개선되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 수술장치를 도시한 사시도,
도 2는 도 1의 광 수술장치의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도,
도 3은 제1 광 및 제2 광의 펄스 형태를 도시한 그래프,
도 4는 도 3의 광 조사부에서 조사되는 광의 조사 패턴을 도시한 그래프,
도 5는 도 1의 광 수술장치의 제어방법을 도시한 순서도이고,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 수술장치를 도시한 사시도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 구체적으로 설명하도록 한다. 아래의 실시예는 본 발명을 명확하게 설명할 수 있도록 구성 요소를 단순화시킨 것으로, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고 이 이외에도 각종 장치를 부가하거나 또는 응용 설계하여 실시할 수 있음은 물론이다.
본 실시예에 대한 설명한 첨부된 도면을 기준으로 한다. 그리고, 각 구성요소의 상호간의 위치 및 연결 관계를 설명하는 표현은, 해당 구성요소가 직접적으로 연결되는 경우 뿐 아니라 간접적으로 연결되는 경우를 모두 포함한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광 수술장치를 도시한 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 광 수술장치(1)는 본체(10), 카테터(20) 및 본체(10)와 카테터(20)를 연결하는 케이블(30)을 포함한다.
본체(10)는 외부로부터 전원을 공급받을 수 있는 전원 공급부(11)가 구비된다. 본체의 외면에는 광 수술장치(1)의 구동 내용을 조작하기 위한 컨트롤 패널(control panel)(12) 및 이를 사용자에게 표시하는 디스플레이(display)(13)가 설치된다. 그리고 본체(10)의 내측에는 수술용 광을 발생시키는 광 발생부(100)가 구비된다.
카테터(20)는 수술시 신체 내측으로 삽입 가능하도록 단부가 바늘과 같이 뾰족한 형상을 갖는다. 광 조사부(200)는 카테터(20)의 단부에 형성된다. 따라서, 수술시 카테터(20) 단부를 수술 부위에 위치한 후, 광 조사부(200)를 통해 광을 조사하여 시술을 진행한다.
카테터(20) 내측에는 광 조사부(200)로 광이 진행할 수 있는 광 경로가 형성된다. 이 이외에도 효과적인 시술을 위한 각종 장치가 카테터(20)에 내장 설치될 수 있다. 구체적으로 도면에 도시하지는 않았으나, 수술 부위의 영상을 촬영하기 위한 조명 신호선 및 영상 신호선 등이 카테터에 내장 설치될 수 있다. 또는, 수술 부위로 물 또는 공기를 분사할 수 있도록 카테터 내측에 유로(流露)가 구비될 수 있다.
이러한 카테터(20)는 사용자가 수술 위치를 변경하면서 시술을 진행할 수 있도록 남취 가능한 구조로 형성된다. 카테터(20)의 외부에는 사용자가 시술 내용(예를 들어, 광 조사 또는 물 분사 등)을 간단하게 조작할 수 있는 조작부(21)가 구비될 수 있다.
본 실시예에서는 카테터(20) 및 카테터(20)에 내장되는 각종 구성들이 일체로 형성되며, 카테터(20)의 조작부에 의해 구동을 조작할 수 있도록 구성한다. 다만, 이는 일 예에 불과하며, 이외에도 각종 구성요소를 각각 별도로 구비하여 수술 중에 카테터에 선택적으로 삽입하여 시술을 진행하도록 구성되는 것도 가능하다.
한편, 케이블(30)은 본체(10)와 카테터(20) 사이에 형성된다. 케이블(30)은 본체(10)의 광 발생부(100)에서 발생되는 광이 광 조사부(200)로 진행할 수 있는 광 전달부(300)를 포함한다. 이러한 광 전달부(300)는 하나 또는 다수개의 광 파이버(fiber)로 구성된다. 이 이외에도, 본체(10)와 카테터(20) 사이에서 각종 신호를 전달하는 신호선(31) 또는 유체가 진행하는 유로 등(미도시)이 케이블에 내장 설치될 수 있다.
이때, 광 파이버는 카테터(20) 내측의 광 경로와 광축이 연결되도록 카테터의 일단에 연결 설치되는 것도 가능하다. 또는 광 파이버의 일단이 카테터(20)를 관통하여 설치되어, 광 파이버 단부가 카테터(20)의 단부에서 광 조사부(200)를 형성하도록 구성하는 것도 가능하다.
도 2는 도 1의 광 수술장치의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다. 이하에서는 도 2를 참조하여 본 실시예에 따른 광 수술장치의 구성에 대해 더욱 구체적으로 설명하도록 한다.
도 2에 도시된 바와 같이 광 발생부(100)는 제1 광 발생기(110) 및 제2 광 발생기(120)를 포함한다. 제1 광 발생기(110) 및 제2 광 발생기(120)는 레이저를 발진할 수 있는 공진기로 구성된다. 각각의 공진기 내부에는 레이저 매질(111, 121)이 구비된다. 레이저 매질(111, 121) 양단에는 전반사 거울(112, 122), 부분 반사 거울(113, 123)가 구비되며, 이 이외에도 각종 광학부재(미도시)가 설치될 수 있다. 따라서, 플래시 램프(미도시) 등의 여기 매체에 의해 레이저 매질은 광을 발진하고, 공진기 내측을 왕복하면서 증폭되어 레이저 광을 발생시킨다.
본 실시예에서 제1 광 발생기(110)는 체내 조직을 절개할 수 있는 광을 발생시킨다. 구체적으로, 제1 광 발생기는 Nd:YAG를 레이저 매질을 포함하며, 1444nm의 파장을 갖는 제1 광을 발생시킨다.
이에 비해, 제2 광 발생기(120)는 절개된 조직을 지혈시킬 수 있는 광을 발생시킨다. 구체적으로, 제2 광 발생기는 Nd:YAG를 레이저 매질을 포함하며, 1064nm의 파장을 갖는 제2 광을 발생시킨다.
이처럼 제1 광 발생기(110) 및 제2 광 발생기(120)는 서로 다른 파장의 광을 발생시키도록 구성된다. 따라서, 제1 광 및 제2 광은 체내 조직에서 서로 다른 흡수 특성을 나타내므로, 이를 선택적으로 이용하여 다양한 시술을 진행할 수 있다.
본 실시예에서는 조직을 절개하고 이를 지혈하는 시술을 진행할 수 있도록 1444nm 파장의 광과 1064nm 파장의 광을 발생시키도록 구성하였으나, 본 발명이 이러한 광의 파장에 한정되는 것은 아니며 시술 내용에 따라 다양한 파장의 광을 이용할 수 있다.
나아가, 본 실시예에서는 플래시 램프를 이용하여 광을 발진하는 공진기를 이용하여 광 발생기를 구성하였으나, 이 이외에도 기체 레이저 또는 반도체 레이저 등의 다양한 광 발생기를 적용할 수 있음은 물론이다.
한편, 광 발생부(100)의 일측에는 광 경로를 형성하는 광 전달부(300)가 설치된다. 그리고 광 발생부(100)와 광 전달부(300) 사이에는 각종 광학 부재가 구비될 수 있다. 따라서, 제1 광 발생기(110)와 제2 광 발생기(120)에서 발생되는 제1 광 및 제2 광은 광 전달부(300)로 진입하여 광 조사부(200)로 전달될 수 있다.
구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이 제1 광 발생기(110)의 일측에는 파장 특성에 따라 광을 선택적으로 투과시키거나 반사시키는 스플리터(114)가 구비된다. 이때, 스플리터(114)는 제1 광의 파장 대역은 투과시키도록 구성되어, 제1 광 발생기(110)에서 발생된 제1 광은 스플리터를 투과하여 광 전달부(300)로 진입한다.
이에 비해, 제2 광 발생기(120)의 일측에는 반사거울(124)이 구비될 수 있다. 따라서, 제2 광 발생기(120)에서 발생된 제2 광은 반사거울(124)에 의해 반사되어 스플리터(114)로 진입한다. 이때, 스플리터(114)는 제2 광의 파장 대역은 반사하도록 구성되어, 제2 광은 스플리터(114)에 의해 반사되어 광 전달부(300)로 진입한다.
즉, 제1, 제2 광 발생기(110, 120)에서 각각 발생되는 제1 광 및 제2 광은 스플리터(114)에 의해 동일한 광 경로를 따라 진행한다. 따라서, 광 조사부(200)는 광 전달부(300)를 따라 제공되는 제1 광 또는 제2 광을 수술 부위로 조사하여 시술을 진행할 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 광 수술장치(1)는 각각의 구성요소를 제어하는 제어부(400)를 포함한다. 제어부(400)는 컨트롤 패널(12)을 통해 사용자가 설정한 내용, 카테터(20)에 구비되는 조작부(21)를 통해 사용자가 조작하는 내용 또는 자체 메모리(미도시) 등에 저장되는 조건 등에 따라 광 수술장치(1)의 구동 내용을 제어할 수 있다.
일 예로, 제어부(400)는 제1 광 발생기(110) 및 제2 광 발생기(120)의 동작을 제어할 수 있다. 광 발생기의 동작은 공진기를 여기시키는 플래쉬 램프의 동작에 따라 상이하게 진행된다. 따라서, 제어부(400)는 플래쉬 램프와 연결된 회로를 제어함으로써, 광 발생 여부, 광의 출력 크기, 광의 주파수 및 광의 펄스 파형 등을 제어할 수 있다.
또한, 제어부(400)는 제1 광 발생기(110) 및 제2 광 발생기(120)에서 발생되는 제1 광 및 제2 광이 광 조사부를 통해 택일적으로 조사되도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부는 제1 광 발생기 및 제2 광 발생기를 택일적으로 구동함으로써 광 조사부를 통해 제1 광 또는 제2 광만이 조사되도록 제어할 수 있다. 또는, 제1 광 및 제2 광의 광경로에 각각 설치되는 셔터(115, 116)를 제어부(400)가 독립적으로 제어함으로써, 제1 광 및 제2 광을 택일적으로 조사할 수 있다.
이 이외에도, 광 수술장치(1)가 별도의 촬영부, 조명부 또는 유체 분사부 등을 구비하는 경우, 제어부(400)가 이들을 각각 제어할 수 있다.
도 3은 제1 광 및 제2 광의 펄스 형태를 도시한 그래프이다. 이하에서는, 도 3을 참조하여 광 조사부를 통해 조사되는 제1 광 및 제2 광에 대해 구체적으로 설명한다.
전술한 바와 같이, 제1 광은 수술시 체내 조직을 절개시킬 수 있는 절개광으로 이용된다. 제1 광은 체내 조직에 조사되면 국소 부위에 강한 열에너지를 제공하도록 조사됨으로써 해당 위치를 절개할 수 있다.
한편, 제2 광은 수술시 체내 조직의 절개된 부위를 지혈시키기 위한 지혈광으로 이용된다. 제2 광은 절개된 부위 및 이와 인접한 부위까지 상대적으로 작은 열 에너지를 지속적으로 제공하여 체내 조직을 지혈할 수 있다.
구체적으로, 제1 광 및 제2 광은 각각 소정의 주기로 단속되는 레이저 펄스 광을 이용한다. 여기서 절개광인 제1 광은 전술한 바와 같이 1444nm의 파장을 갖는 레이저 광을 이용하고, 지혈광인 제2 광은 1064nm 파장을 갖는 레이저 광을 이용한다.
1064nm 파장의 광은 체내 조직에 조사되면, 광 조사가 이루어지지 않은 부분까지도 열 확산이 용이하게 이루어지는 것에 비해, 1444nm 파장의 광은 1064nm 파장의 광에 비해 열이 확산되지 않는 특성이 있다.
따라서, 1444nm 파장을 갖는 제1 광은 조직 절개시 인접한 부위까지 열적으로 영향을 미치는 것을 최소화시키면서, 목표 부위만을 절개할 수 있다. 그리고, 1064nm 파장을 갖는 제2 광은 광 조사시 열 확산이 용이하게 이루어지므로, 조사 부위를 인접한 부분까지 열 에너지를 제공하여 쉽게 지혈이 가능하다.
한편, 절개광은 체내 조직에 높은 열 에너지를 제공하여 조직을 연소시키거나, 순간적으로 강한 에너지를 제공하여 조직을 타격하는 방식으로 조직을 절개한다. 이에 비해, 지혈광은 체내 조직에 상대적으로 작은 열 에너지를 제공하여 혈액을 응고시키는 방식으로 지혈한다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 광 조사부(200)에서 조사되는 제1 광의 출력(P1)은 제2 광의 출력(P2) 보다 큰 것이 바람직하다.
이때, 제1 광 및 제2 광은 전술한 바와 같이 주기적으로 소정 시간동안 단속되는 형태의 펄스 파형을 갖는다. 이때, 제1 광의 펄스 주기는 제2 광의 펄스 주기보다 길고, 제1 광이 한 주기에서 단속되는 시간(t1)은 제2 광이 한 주기에서 단속되는 시간(t2)보다 길게 형성된다.
절개광인 제1 광은 체내 조직에 강한 출력의 에너지를 집중적으로 제공하여 조직을 절개한다. 이때, 절개광이 반복적으로 조사되면서 열 에너지가 체내 조직에 누적되는 것을 방지할 수 있도록, n번째 광이 단속된 후 n+1번째 광이 조사되기까지의 시간(t1)은 0.15㎲를 초과하도록 유지하는 것이 바람직하다.
이에 비해, 지혈광인 제2 광은 상대적으로 약한 출력의 에너지를 체내 조직에 연속적으로 제공하여 조직을 지혈시킨다. 따라서, 제2 광 조사시, m번째 광이 단속된 후 m+1번째 광이 조사되기까지의 시간은 0.15㎲ 이하로 유지하는 것이 바람직하다. 이 경우, 제2 광이 단속 시간이 0.15㎲ 이하이면, m번째 광 조사시 체내 조직에 제공된 열 에너지가 사라지기 전에 m+1의 광이 조사된다. 따라서, 연속파의 광을 조사하는 것과 같이 지혈 효과가 개선된다.
본 실시예에 따른 광 수술장치(1)는 제1 광 조사시 40Hz의 주파수를 갖는 레이저 광을 1J의 출력으로 조사하고, 제2 광 조사시에는 100Hz의 주파수를 갖는 레이저를 0.2J의 출력으로 조사한다. 그리고, 제1 광 조사시 한 주기당 단속 시간은 0.15㎲를 초과하고, 제2 광 조사시 한 주기당 단속 시간은 0.15㎲ 이하로 구성한다. 다만, 이러한 출력 및 주파수는 일 예에 불과하며, 수술 부위 및 치료 목적에 따라 변경하여 사용할 수 있음은 물론이다.
한편, 본 실시예의 제2 광 발생기(120)는 펄스형 레이저를 발생시키는 공진기를 이용하여 구성하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 제2 광의 지혈 성능이 우수하도록 연속광을 발생시키는 광원을 이용하여 제2 광 발생기를 구성하는 것도 가능하다. 또한, 지혈시에는 저출력의 광을 이용하므로, 저출력의 레이저를 발생시키는 레이저 다이오드를 이용하여 제2 광 발생기를 구성하는 것도 가능하다.
도 4는 도 3의 광 조사부에서 조사되는 광의 조사 패턴을 도시한 그래프이다.
본 발명에 따른 광 수술장치(1)는 제어부(400)의 제어에 의해 광 조사부(200)를 통해 조사되는 광의 패턴을 제어할 수 있다.
예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 제1 광을 제1 시간 동안 조사한 후, 제2 광을 제2 시간 동안 조사하는 것을 하나의 시퀀스(sequence)로 하여 광을 조사하도록 제어할 수 있다(도 4의 A-mode 참조)
구체적으로, 제어부(400)는 제1 광 발생기(110)를 구동하고 제1 광의 광경로 상에 구비된 셔터(115)를 개방하여 제1 광을 조사한다. 이때, 제2 광의 광경로 상의 셔터(125)는 닫혀져 있어, 제2 광이 광 조사부(200)를 통해 조사되는 것을 차단한다. 제1 광 조사시간이 종료되면, 제어부는 제2 광 발생기(120)를 구동하고 제2 광의 광경로 상에 구비된 셔터(125)를 개방하여 광 조사부(200)를 통해 제2 광을 조사한다. 이때, 제1 광의 경로 상에 구비되는 셔터(115)가 닫히면서, 제1 광이 조사되는 것을 차단한다. 이 경우, 수술시 제1 광이 조사되는 동안 체내 조직을 절개한 후, 제2 광을 조사하여 절개 부위를 지혈하는 동작을 하나의 시퀀스로 수행할 수 있다.
도 4에서는 이러한 시퀀스가 두 번에 걸쳐 연속적으로 진행하는 것을 도시하고 있다. 그러나 제어부(400)의 제어에 의해 이러한 시퀀스를 반복하여 연속적으로 진행하는 것도 가능하며, 사용자가 조작부를 조작할 때 마다 한번의 시퀀스를 진행하도록 설계하는 것도 가능하다.
한편, 도 4의 A 모드와 같이 절개 후 연속적으로 지혈을 진행하는 것을 하나의 동작으로 반복하는 경우, 제2 광 조사시 지혈이 제대로 이루어지지 않을 수 있다. 따라서, 제어부(400)는 추가적인 지혈을 진행할 수 있도록, 제2 광만을 소정 시간 동안 조사하는 모드로 제어할 수도 있다. (도 4의 B-mode 참조). 따라서, B 모드 진행시 제2 광을 조사함으로써 지혈을 완료하고, 다시 A 모드로 전환하여 절개 및 지혈 시술을 진행할 수 있다.
다만, 도 4에서 A 모드 동작시 제1 광이 3번의 펄스 동안 조사되고 제2 광이 9번의 펄스동안 조사되는 것으로 도시하고 있고, B 모드는 제2광이 5번의 펄스동안 조사되는 것으로 도시하고 있다. 다만, 이는 설명의 편의를 위하여 단순 도시한 예에 불과하며, 각각의 모드마다 제1 광 또는 제2 광을 조사하는 시간을 다양하게 조절하는 것도 가능하다.
또한, 도 4에서는 두 가지 제어 모드에 대해서만 설명하였으나, 이 이외에도 사용자의 필요에 따라 다양하게 광의 조사 패턴을 변형하여 사용할 수 있음은 물론이다.
도 5는 전술한 실시예에 따른 광 수술장치의 제어방법을 도시한 순서도이다. 이하에서는 도 5를 참조하여 광 수술장치의 제어방법에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.
우선, 사용자가 광 수술장치(1)의 광 조사부(200)를 카테터(20)에 설치하여 신체 내부에 삽입한 후, 절개가 필요한 수술 부위에 위치시킨다.
그리고, 제어부(400)가 제1 광 발생기(110)를 구동하여 절개광인 제1 광을 발생시킨다(S10). 제1 광 발생기(110)에서 발생되는 절개광은 광 전달부(300)를 따라 진행하여 광 조사부(200)를 통해 시술 부위로 조사하여 체내 조직을 절개한다(S20). 이때, 제2 광의 광 경로에 배치되는 셔터(125)는 닫힌 상태를 유지하는 것이 바람직하다.
한편, 제어부(400)는 제2 광 발생기(120)를 구동하여 지혈광인 제2 광을 발생시킨다(S30). 이때, 제2 광 발생기(120)는 제1 광을 조사하는 것이 종료되는 시점에서 구동을 시작하여 제2 광을 발생하도록 제어될 수도 있고, 제1 광이 조사되는 동안에도 구동하여 제2 광을 지속으로 발생시키도록 제어될 수도 있다.
제1 광을 조사하는 단계(S20)가 종료되면, 제2 광 발생기(120)에서 발생된 제2 광은 광 전달부(300)를 따라 진행하여 광 조사부(200)를 통해 시술 부위로 조사된다(S40). 이때, 제2 광의 광 경로 상에 배치되는 셔터(125)는 열리게 되고, 제1 광의 광 경로 상에 배치되는 셔터(115)는 닫히는 것이 바람직하다. 따라서, 광 조사부(200)를 통해 제2 광이 조사되어 지혈이 이루어지면서 조직을 절개하는 한 번의 시퀀스가 이루어진다(도 4의 A 모드).
이후, 절개된 부위의 지혈이 완료되었는지 여부를 판단하는 단계를 수행한다(S50). 이러한 판단은 수술 부위를 촬영하는 영상을 통해 사용자가 직접 판단하는 것도 가능하며, 카테터(20)에 부착된 센서(미도시) 또는 촬영된 영상의 이미지 처리를 통해 제어부(400)에서 직접 판단하는 것도 가능하다.
이때, 지혈이 완료되지 않은 것으로 판단되면 제어부(400)는 제2 광을 추가적으로 조사하도록 제어한다(S60, 도 4의 B모드). 따라서, 추가적인 지혈 과정을 통해 지혈을 마무리 할 수 있다.
반면, 지혈이 완료된 경우 추가적인 구동 제어신호가 있는지 여부를 판단하여, 구동 제어신호가 있는 경우 A 모드를 반복하여 진행하고 추가적인 제어신호가 없는 경우에 종료할 수 있다.
이상에서는 서로 다른 두 개의 파장을 이용하여 다양한 시술을 진행할 수 있는 광 수술장치 및 이의 제어방법에 대하여 설명하였다. 다만, 전술한 수술장치의 구성은 일 예로서, 다양한 구조로 변경 실시할 수 있음은 물론이다.
도 6에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 수술장치의 구조를 개략적으로 도시한 블럭도이다.
전술한 실시예에서는 제1 광 발생기 및 제2 광 발생기의 일측에 스플리터 및 반사 거울을 구비한다. 따라서, 제1 광 및 제2 광이 하나의 광 경로를 공유하도록 구성되며, 동일한 광 조사부를 통해 조사되도록 구성된다.
반면, 도 6에 도시된 바와 같이 본 실시예의 광 전달부(300)는 제1 광이 진행하는 제1 경로(310) 및 제2 광이 진행하는 제2 경로(320)를 포함하여 구성된다. 제1 경로 및 제2 경로는 별개의 광 파이버(fiber)로 구성된다. 제1 경로(310)는 제1 광 발생기(110)의 일측에 형성되어 제1 광이 광 조사부(200)로 진행하는 경로를 형성하고, 제2 경로(320)는 제2 광 발생기(120)의 일측에 형성되어 제2 광이 진행하는 경로를 형성한다.
그리고 광 조사부(200) 또한 제1 조사부(210) 및 제2 조사부(220)를 포함한다. 제1 조사부(210)는 제1 경로(310)를 통해 진행하는 제1 광을 조사하며, 제2 조사부(220)는 제2 경로(320)를 통해 진행하는 제2 광을 조사한다.
이처럼 전술한 실시예와 달리 제1 광 및 제2 광이 진행하는 경로 및 조사되는 위치를 별도로 구비하도록 광 수술 장치를 구성할 수 있으며, 이 이외에도 다양하게 설계 변경이 가능하다.
또한, 본 실시예에서는 두 종류의 광을 조사하는 광 수술 장치를 구성하였으나, 세 개 이상의 광을 선택적으로 조사할 수 있도록 구성하는 것도 가능하다.
10 : 본체 20 : 카테터
30 : 케이블 100 : 광 발생부
110 : 제1 광 발생기 120 : 제2 광 발생기
200 : 광 전달부 300 : 광 조사부
400 : 제어부

Claims (17)

  1. 서로 다른 파장을 갖는 두 종류의 광을 발생시키는 광 발생부;
    상기 광 발생부에서 발생되는 서로 다른 파장을 갖는 두 종류의 광을 택일적으로 수술부위에 조사하는 광 조사부; 그리고,
    상기 광 조사부를 통해 조사되는 광의 조사 패턴을 제어하는 제어부를 포함하는 광 수술장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광 조사부를 통해 조사되는 상기 두 종류의 광은 상기 수술 부위의 조직을 절개할 수 있는 제1 광 및 상기 조직을 지혈할 수 있는 제2 광을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 수술장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 광 조사부를 통해 상기 제1 광이 상기 제2 광보다 큰 출력으로 조사되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 광 수술장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 광 조사부에서 조사되는 상기 제1 광 및 상기 제2 광은 기 설정된 시간동안 주기적으로 단속되는 펄스광이고, 상기 제2 광은 상기 제1 광보다 짧은 시간 동안 단속되는 것을 특징으로 하는 광 수술장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 광은 주기적으로 150㎲ 이상의 시간 동안 단속되고, 상기 제2 광은 주기적으로 150㎲ 이하의 시간 동안 단속되는 것을 특징으로 하는 광 수술장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제1 광은 기 설정된 주기로 단속되는 펄스광이고, 상기 제2 광은 연속광인 것을 특징으로 하는 광 수술장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제2 광은 상기 제1 광보다 상기 조직을 통한 열 확산이 우수한 것을 특징으로 하는 광 수술장치.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 제1 광은 1444nm 파장의 광이고, 상기 제2 광 조사부는 1064nm 파장의 광인 것을 특징으로 하는 광 수술장치.
  9. 제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광 발생부는 상기 제1 광을 발생시키는 제1 광 발생기 및 상기 제2 광을 발생시키는 제2 광 발생기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 수술장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 광 발생부와 상기 광 조사부 사이에 형성되며, 상기 제1 광 및 상기 제2 광이 진행하는 경로를 형성하는 광 전달부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 수술장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 광 전달부는 상기 제1 광 발생기에서 발생되는 상기 제1 광이 전달되는 경로를 형성하는 제1 경로 및 상기 제2 광 발생기에서 발생되는 상기 제2 광이 전달되는 경로를 형성하는 제2 경로를 포함하고,
    상기 광 조사부는 상기 제1 경로의 단부에 형성되는 제1 조사부 및 상기 제2 경로의 단부에 형성되는 제2 조사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 수술장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 광 조사부를 통해 제1 시간 동안 상기 제1 광을 조사한 후 상기 제2 시간 동안 상기 제2 광을 조사하는 것을 하나의 시퀀스(sequence)로 하여 광을 조사하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 광 수술장치.
  13. 광 수술장치의 제어방법에 있어서,
    광 발생부로부터 절개용 광을 발생시키는 단계;
    상기 절개용 광을 광 조사부를 통해 수술 부위에 조사하는 단계;
    상기 광 발생부로부터 지혈용 광을 발생시키는 단계; 그리고,
    상기 지혈용 광을 상기 광 조사부를 통해 상기 절개된 부위에 조사하는 단계를 포함하고,
    상기 절개용 광 및 상기 지혈용 광은 서로 다른 파장의 광으로 생성되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 광 수술장치의 제어방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 절개용 광을 조사하는 단계는 상기 지혈용 광을 조사하는 단계보다 광 조사부를 통해 더 큰 출력으로 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 광 수술장치의 제어방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 절개용 광을 조사하는 단계는 주기적으로 150㎲ 이상의 시간동안 단속되는 펄스광을 조사하고, 상기 지혈용 광을 조사하는 단계는 주기적으로 150㎲ 이하의 시간동안 단속되는 펄스광을 조사하는 것을 특징으로 하는 광 수술장치의 제어방법.
  16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절개용 광을 조사하는 단계는 1444nm 파장의 광을 조사하고, 상기 지혈용 광을 조사하느 단계는 1064nm 파장의 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 광 수술장치의 제어방법.
  17. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절개용 광을 조사하는 동안에는 상기 지혈용 광이 진행하는 광 경로를 차단하고, 상기 지혈용 광을 조사하는 동안에는 상기 절개용 광이 진행하는 광 경로를 차단하는 것을 특징으로 하는 광 수술장치의 제어방법.










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