KR20130056617A - 불필요한 신체조직의 어블레이션용 rf 전극체 - Google Patents

불필요한 신체조직의 어블레이션용 rf 전극체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전원공급장치; 제1전극선과 제1전극팁을 포함하는 제1전극; 및 제2전극선과 2전극팁을 포함하는 제2전극을 포함하며, 상기 제1전극선과 제2전극선의 일단부는 각각 전원공급장치에 연결되며, 타단부에는 각각 제1전극팁과 제2전극팁이 연결되며, 상기 제1전극팁과 제2전극팁은 절연체를 매개하여 결합되며, 상기 전원공급장치로부터 상기 제1전극선과 제2전극선을 통하여 상기 제1전극팁 및 제2전극팁에 전원이 인가되면 전기방전에 의해 어블레이션을 수행하는 RF 전극체에 있어서,
상기 전원공급장치는 듀티(Duty) 사이클을 갖는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호 발생회로를 구비하며, 진동수가 100~400 kHz이고, 듀티비(Duty ratio)가 1~99%인 10~1500W의 전력을 전극에 공급하는 것을 특징으로 하는 어블레이션용 RF 전극체를 제공한다.

Description

불필요한 신체조직의 어블레이션용 RF 전극체{RF electrod device for ablation of a needless body tissue}
본 발명은 RF(Radio Frequency)를 이용하여 체내의 특정 부위의 조직을 국소적으로 어블레이션(ablation)하는 데 사용하는 RF 전극체에 관한 것이다.
본 발명은 보건복지부 및 보건산업진흥원의 보건의료연구개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제고유번호: A110285, 과제명: 수술없이 척추 통증 치료가 가능한 차세대 의료기기 개발].
추간판 탈출증, 황색인대 비대증 등 척추 관련 질환은 외과적 수술로 치료가 가능하지만, 수술환자의 약 30%는 치료 효과를 얻을 수 없다. 또한, 외과적 수술이 척추 신경 부위의 절제를 수반하기 때문에 수술환자의 5 ~ 10%는 수술 실패 증후군(Failed Back Surgery Syndrome, F.B.S.S)으로 일생 동안 고통 받게 된다.
상기 추간판 탈출증, 황색인대 비대증 등을 치료하기 위한 다른 접근 방법으로는 비외과적 수술로서 RF 전극체를 척추 내부 조직에 삽입한 후, RF(Radio Frequency)를 인가하여 플라즈마를 발생시킴으로써 불필요한 조직을 음전하를 가진 전자와 양전하를 띤 이온으로 분리된 기체상태로 제거(ablation)시키는 방법이 있다.
RF(Radio frequency)란 100 ~ 20,000kHz의 주파수 범위를 의미한다. RF 전극을 이용하여 인체 조직을 절제하거나 제거(ablation)하고, 혈관의 노폐물 등을 제거하는 방법은 미국특허 US 6,554,827 B2 등에 개시되어 있다.
RF 주파수 전극체를 이용하여 체내의 불필요한 조직을 제거하는 방법은 외과적 수술법에 비해 병원의 입원기간을 감소시킬 수 있고 수술비용을 현저히 절감할 수 있으며, 수술 후에도 부작용 위험을 줄여주는 장점이 있다.
그러나, 현재 이분야에서 사용되고 있는 RF 전극체는 플라즈마 발생이 균일하지 않으며, 그 발생량도 충분하지 않아서, 시술시 불필요한 신체 조직을 효율적으로 제거하지 못하는 단점을 갖는다.
본 발명은, 종래 기술의 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 펄스 폭 변조(PWM, Pulse Width Modulation) 방식에 의해 특정의 듀티비(Duty ratio)를 갖는 전류를 RF 전극체에 인가함으로써, 균일한 플라즈마가 충분한 양으로 발생되는 어블레이션용 RF 전극체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은,
전원공급장치; 제1전극선과 제1전극팁을 포함하는 제1전극; 및 제2전극선과 2전극팁을 포함하는 제2전극을 포함하며,
상기 제1전극선과 제2전극선의 일단부는 각각 전원공급장치에 연결되며, 타단부에는 각각 제1전극팁과 제2전극팁이 연결되며, 상기 제1전극팁과 제2전극팁은 절연체를 매개하여 결합되며, 상기 전원공급장치로부터 상기 제1전극선과 제2전극선을 통하여 상기 제1전극팁 및 제2전극팁에 전원이 인가되면 전기방전에 의해 어블레이션을 수행하는 RF 전극체에 있어서,
상기 전원공급장치는 듀티(Duty) 사이클을 갖는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호 발생회로를 구비하며, 진동수가 100~400 kHz이고, 듀티비(Duty ratio)가 1~99%인 10~1500 W의 전력을 전극에 공급하는 것을 특징으로 하는 어블레이션용 RF 전극체를 제공한다.
상기 전원공급장치에서 전극에 공급되는 전력은 듀티 사이클 진동수가 1~10 kHz인 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 어블레이션용 RF 전극체는 펄스 폭 변조(PWM, Pulse Width Modulation) 방식에 의해 특정의 듀티비(Duty ratio)를 갖는 전류가 전극에 인가됨으로써, 균일한 플라즈마를 충분한 양으로 발생시킨다. 따라서, 불필요한 신체조직을 매우 효율적으로 제거하는 것을 가능하게 한다.
도 1은 본 발명의 어블레이션용 RF 전극체를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 적용되는 듀티비(Duty ratio)를 설명하는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지기능 및 구성에 대한 구체적 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 어블레이션용 RF 전극체(100)는 전원공급장치(30); 제1전극선(12)과 제1전극팁(14)을 포함하는 제1전극; 및 제2전극선(22)과 2전극팁(24)을 포함하는 제2전극을 포함하며, 상기 제1전극선(12)과 제2전극선(22)의 일단부는 각각 전원공급장치(30)에 연결되며, 타단부에는 각각 제1전극팁(14)과 제2전극팁(24)이 연결되며, 상기 제1전극팁과 제2전극팁은 절연체(60)를 매개하여 결합되며, 상기 전원공급장치(30)로부터 상기 제1전극선과 제2전극선을 통하여 상기 제1전극팁 및 제2전극팁에 전원이 인가되면 전기방전에 의해 플라즈마가 형성되어 불필요한 신체조직을 어블레이션시킬 수 있다.
상기와 같은 구성은 RF 전극체에 일반적으로 채용되는 구성으로서 특별히 제한되는 것이 아니며, 하기에 기재되는 본 발명의 특징을 구현할 수 있는 형태라면 제한 없이 사용될 수 있다. 상기 도 1에 도시된 RF 전극체(100)와 동일한 형태의 RF 전극체는 한국특허등록 제10-0778142호에 상세히 개시되어 있다.
본 발명의 RF 전극체의 주된 특징은 전원공급장치(30)에 있으며, 하기의 내용에 의해 설명된다.
도 1에 도시된 본 발명의 전원공급장치(30)는 듀티(Duty) 사이클(도 2 참조)을 갖는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호 발생회로(32)를 구비하며, 진동수가 100~400 kHz이고, 듀티비(Duty ratio)가 1~99%인 10~1500 W의 전력을 전극에 공급하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 PWM(Pulse Width Modulation) 신호 발생회로(32)는 특별히 한정되지 않으며, 듀티 사이클을 갖는 PWM 신호를 발생시킬 수 있는 것이라면 공지의 장치가 제한 없이 사용될 수 있다.
상기에서 듀티 사이클 및 듀티비는 도 2에 도시된 그래프에 의하여 쉽게 설명될 수 있다. 즉, 도 2의 (a)는 듀티비가 60%인 경우를 나타내며, (b)는 듀티비가 50%인 것을 나타낸다.
듀티비를 상기와 같은 범위로 한정하는 것은 PWM(Pulse Width Modulation) 신호 발생회로(32)에 의한 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation) 없이 종래와 같은 컨티뉴어스(continuous) 방식으로 전류를 전극에 공급할 경우, 전극에서 전류의 방전에 의한 플라즈마 발생이 균일하게 이루어지지 않고, 그 양도 충분하지 않기 때문이다.
즉, 본 발명은, PWM(Pulse Width Modulation) 신호 발생회로(32)에 의해 듀티비(Duty ratio)가 1~99%인 전류를 전극에 공급하는 경우, 플라즈마가 균일하게 발생되며, 그 양도 크게 향상되어 불필요한 신체조직의 어블레이션 효과가 크게 향상됨을 발견하여 완성되었다. 상기에서 듀티비가 1%로 미만으로 설정되면 어블레이션 효율이 저하되는 문제가 발생하고, 99%를 초과하는 경우는 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation)에 의한 효과를 거두기 어렵다.
본 발명에서 상기 진동수는 100~400 kHz로 설정어야 플라즈마의 균일하고 충분한 발생을 기대할 수 있으며, 공급되는 전력도 10~1500W 범위로 공급되어야 상기와 같은 효과를 거둘 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 전원공급장치(3)에서 전극에 공급되는 전력은 듀티 사이클 진동수가 1~10 kHz인 것이 플라즈마의 균일하고 충분한 발생을 위해 바람직하다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련되어 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서, 첨부된 특허청구범위는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
100: RF 전극체 12: 제1전극선
14: 제1전극팁 22: 제2전극선
24: 제2전극팁 30: 전원공급장치
32: PWM 신호 발생회로 40: 전극선 보호관
50: 전극 방향 조절용 스프링 60: 절연체

Claims (2)

  1. 전원공급장치; 제1전극선과 제1전극팁을 포함하는 제1전극; 및 제2전극선과 2전극팁을 포함하는 제2전극을 포함하며,
    상기 제1전극선과 제2전극선의 일단부는 각각 전원공급장치에 연결되며, 타단부에는 각각 제1전극팁과 제2전극팁이 연결되며, 상기 제1전극팁과 제2전극팁은 절연체를 매개하여 결합되며, 상기 전원공급장치로부터 상기 제1전극선과 제2전극선을 통하여 상기 제1전극팁 및 제2전극팁에 전원이 인가되면 전기방전에 의해 어블레이션을 수행하는 RF 전극체에 있어서,
    상기 전원공급장치는 듀티(Duty) 사이클을 갖는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호 발생회로를 구비하며, 진동수가 100~400 kHz이고, 듀티비(Duty ratio)가 1~99%인 10~1500W의 전력을 전극에 공급하는 것을 특징으로 하는 어블레이션용 RF 전극체.
  2. 청구항1에 있어서, 상기 전원공급장치에서 전극에 공급되는 전력은 듀티 사이클 진동수가 1~10 kHz인 것을 특징으로 하는 어블레이션용 RF 전극체.
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